静穏区画を備える粉末ホッパ、粉末ホッパと粉末スプレー・ガンとの組合せ、および粉末ホッパを作動させるための方法
このホッパの１つの好適な用途は、細かい粉末コーティング材料を小径の缶の内側をコーティングする使用法に関連する。粉末ホッパが、粉末をスプレー・ガンに供給するための低乱流ゾーンを備える。低乱流ゾーンはホッパの内側にあるバッフルによって画定され、この低乱流ゾーンはバッフルの容積内にあり、粉末をホッパにバルク給送するのに、バッフルとホッパとの間の環状ゾーンが使用される。別の方法として、低乱流ゾーンは環状ゾーン内にあってもよく、粉末はバッフルの容積に加えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一以上のコーティング塗布デバイスに粉末を供給または給送するためのホッパを使用する粉末コーティング・システムに関する。より具体的には、本開示は、粉末の流動化された供給物を生成する粉末コーティング・ホッパに関し、さらには、別個に、このようなホッパと共に使用され得る粉末コーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末コーティング・システムでは、粉末コーティング材料が、一般に、バルク供給物または供給ホッパから給送ホッパへと移送され、次いで、給送ホッパから例えばスプレー・ガンなどの一以上のコーティング・デバイスへと粉末を運ぶのにポンプが使用される。給送ホッパは、一般に、スプレー・ガンまたは塗布デバイスへとポンプで押し出される前に粉末コーティング材料を流動化する流動化ホッパである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一部の粉末コーティングの用途では、所望の表面仕上げまたは別のコーティング特性を達成するために、非常に細かい粉末コーティング材料が使用されなければならない。細かい粉末に適した粉末コーティング装置が有用であるような種々の用途が存在する一方で、一例として、小径の管形状の容器を内部コーティングするための粉末コーティング・システムがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示に示される１つの発明の一実施形態によると、粉末コーティング材料のためのホッパが、ホッパ本体と、流動化ベッドと、カバーと、ホッパ本体の内部に配置されるバッフルとを有する。粉末入口がバッフルとホッパ本体との間に配置され、バッフルが流動化粉末のための低乱流ゾーンを形成するように機能する。より具体的な実施形態では、ホッパ本体およびバッフルは円筒形であり、その結果それらの間に環状領域が形成され、粉末入口がその環状領域内に配置される。別の方法として、環状領域が低乱流ゾーンであってもよく、粉末がバッフルの内側に加えられる。別の実施形態では、バッフルの軸方向長さは、バッフルと流動化ベッドとの間に下側の間隙が形成されかつバッフルとカバーとの間に上側の間隙が形成されるように、なされる。追加の代替の実施形態では、任意選択の撹拌機が下側の間隙の領域において流動化ベッドの近傍に設けられてよく、一以上の任意選択のベントポンプがホッパを負圧に維持するのに使用されてよく、任意選択のスイッチが、カバーがホッパ本体から分離されているときに任意選択の空気圧モータを停止するのに使用されてよく、一以上のポンプが、低乱流ゾーンから一以上のコーティング材料塗布デバイスまで流動化粉末を押し出すのに使用されてよい。
【０００５】
本開示はまた、粉末コーティング材料塗布デバイスおよびそのためのノズルに関する一以上の発明を提示する。一実施形態では、ノズルは、ノズルの長手方向軸を中心に配置される複数の分離した流れ通路を有することができる。
【０００６】
本開示はまた、上述したホッパと、上述したコーティング材料塗布デバイスと、その組合せとを利用する粉末コーティング材料塗布システムに関する一以上の発明を提示する。
【０００７】
本開示はまた、粉末供給ホッパを作動させる方法に関する一以上の発明を提示し、この方法は、粉末が内部容積に加えられるときに内部容積から空気を高速で排出し、その容積から流動化空気を通気させるために低速で排出するステップを含む。
【０００８】
当業者であれば、添付図面を考慮した例示の実施形態の以下の詳細な説明より、本明細書に開示する本発明のこれらの態様および別の態様ならびに利点を理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本明細書の一以上の本発明による流動化用ホッパの一実施形態を示す斜視図である。
【図２Ａ】図１の実施形態で使用され得るホッパ本体および流動化構成の一実施形態を示す２つの回転した斜視図である。
【図２Ｂ】図１の実施形態で使用され得るホッパ本体および流動化構成の一実施形態を示す２つの回転した斜視図である。
【図３】図２Ａの実施形態を示す分解図の斜視図である。
【図４】ホッパ本体が透けて示されている、図１の実施形態を示す別の斜視図である。
【図５】ホッパ本体およびバッフルが透けて示されており、完全なコーティング材料塗布システムの一実施形態が示されている、図１の実施形態を示す別の斜視図である。
【図５Ａ】ホッパ本体およびバッフルが透けて示されている、図１の実施形態を示す立面図である。
【図６】図１の実施形態で使用されるカバーとバッフルとのサブアセンブリを示す上側から見た図である。
【図７】図６のサブアセンブリを示す下側から見た図である。
【図８】図１の実施形態で使用されるカバーと撹拌機と吸引管とのサブアセンブリを示す上側から見た図である。
【図９】図８のサブアセンブリを示す下側から見た図である。
【図１０】静電スプレー・ガンを示す斜視図である。
【図１１Ａ】容器が仮想線で示される、図１０のスプレー・ガンを示す上面図である。
【図１１Ｂ】管をコーティングするための粉末コーティング塗布システムを示す概略図である。
【図１２】線１２−１２に沿った、図１１Ａのスプレー・ガンを示す長手方向断面図である。
【図１３】図１０のスプレー・ガンと共に使用され得る、電極とノズルとのサブアセンブリを示す立面図である。
【図１４】図１３のサブアセンブリを示す端面図である。
【図１５】線１５−１５に沿った、図１４のサブアセンブリを示す長手方向断面図である。
【図１６Ａ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｂ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｃ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｄ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｅ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｆ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｇ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｈ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｉ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｊ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｋ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｌ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｍ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｎ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｏ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｐ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｑ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｒ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｓ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｔ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｕ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、本明細書では例示の図および実施形態を具体的に参照して説明されるが、これらの例示の実施形態に限定されない。例えば、ホッパの概念は、多くの異なる構成のホッパおよび関連する任意選択の構成要素と共に使用され得、システムの点から見ると、多くの異なるタイプのコーティング材料塗布デバイス、ポンプ、バルク給送装置、および制御システムと共に使用され、これらはすべてよく知られているものであるか今後開発されるものであってよい。塗布デバイスおよびノズルの概念は、本明細書に示される実施形態を含めた、多くの異なるホッパ構成およびポンプなどと共に使用され得る。例示の実施形態は、小径の管形状の容器のためのコーティング塗布システムを用いて図示および考察されるが、別の容器形状および種類が別の方法としてコーティングされてもよい。
【００１１】
本発明の発明性のある種々の態様、概念および特徴は、本明細書では、例示の実施形態との組合せで具体化されて説明および図示され得るが、これらの種々の態様、概念および特徴は、多くの代替の実施形態において、個別に、またはその種々の組合せおよび下位の組合せで使用され得る。これらのすべての組合せおよび下位の組合せは、本明細書で明確に除外されない限り、本発明の範囲内に含まれることを意図される。さらにまた、代替の材料、構造、構成、方法、回路、デバイスおよび構成要素、ソフトウェア、ハードウェア、制御論理、ならびに、形態や嵌合いや機能に関する代替物などの、本発明の種々の態様、概念および特徴に関する種々の代替の実施形態が本明細書では説明され得るが、これらの説明は、現在知られているまたは今後開発される使用可能な代替の実施形態の完全なまたは網羅的なリストであることを意図しない。当業者は、追加の実施形態が本明細書で明確に開示されていなくても、本発明の範囲内で、発明性のある態様、概念または特徴のうちの１つまたは複数を追加の実施形態に容易に取り入れて使用することができる。加えて、本発明の一部の特徴、概念または態様が好適な構成または方法として本明細書で説明され得る場合でも、その説明は、明確に述べられない限り、これらの特徴が必要であることまたは必須であることを示唆することを意図しない。さらにまた、本開示の理解を補助するために例示のまたは代表的な値および範囲が含まれ得るが、これらの値および範囲は限定的な意味で解釈されるべきではなく、明確に述べられる場合にのみ限界値または限界範囲であることを意図する。また、種々の態様、特徴および概念は、本明細書では、本発明の発明性のある部分または形を成す部分として明確に特定され得るが、このような特定は排他的であることを意図しておらず、そういうものとしてすなわち特定の発明の一部として明確に特定されずに本明細書で完全に説明される発明性のある態様、概念および特徴が存在していてよく、本発明は代わりに添付の特許請求の範囲に記載される。例示の方法またはプロセスの説明は、すべての事例で必要とされるようなすべてのステップを包含することに限定されず、また、これらのステップが示される順は、明確に述べられない限り、必要なものであるまたは必須であると解釈されるものでもない。
【００１２】
図１を参照すると、本明細書の本発明のうちの１つまたは複数によるホッパ１０の実施形態が図示されている。このホッパ１０は、流動化粉末コーティング材料を一以上の塗布デバイス（例えば、図５を参照）に供給するのに使用され得、したがって、本明細書では供給ホッパとして称されてもよい。しかし、供給ホッパという用語を限定的に解釈するべきではなく、ホッパ１０は、流動化粉末コーティング材料を一例として別のホッパに対するものを含めた下流の用途および使用法に提供することが望まれるような任意の使用法または用途で使用され得る。ホッパ本体、カバーおよびバッブルなど（本明細書において後で説明される）のホッパの種々の部分は、例えばステンレス鋼などの任意適当な材料で作られ得る。
【００１３】
ホッパ１０は、上側端部１４および下側端部１６を有する直円柱の形態であってよいホッパ本体１２を含む。クランプまたはストラップ１８あるいは別の適当な取付手段が、流動化ドラム２０をホッパ本体１２の下側端部１６に接合するのに使用され得る。ホッパ本体１２および流動化ドラム２０を含んでいてよい流動化サブアセンブリ２２が、後で説明する図２Ａ、２Ｂおよび３でより詳細に示されている。
【００１４】
クランプ１８と同じであってよいが同じである必要はない、クランプまたはストラップ２４あるいは別の適当な取付手段が、カバー２６をホッパ本体１２の上側端部１４に接合するのに使用され得る。カバー２６は、動作のために完全に設置されている場合、ホッパ１０を密封しており、さらに、種々のポンプと、空気圧モータと、ホッパ１０の組立体と共に使用される関連する装置とを支持している。例えば、一以上の任意選択のベントポンプ２８がカバー２６上に配置されてよい。これらのベントポンプ２８は、ホッパ１０内に蓄積される圧力を低下させるのに使用され得、詳細には、ホッパ１０の内部を、例えば約３インチ水銀柱（７．６２センチメートル水銀柱）未満程度といったようなある程度の負圧に維持するために任意選択で使用され得る。２つのベントポンプ２８が図１に示されているが、より多くのベントポンプが使用されてもよくまたは単一のベントポンプ２８が使用されてもよく、あるいは、一部の事例では、特にホッパ１０が過圧になるのを防止ための別の手段が存在する場合、ベントポンプは省略されてもよい。図１では、ベントポンプ２８は、ホッパ１０内の圧力バランスを良好に維持するために径方向において互いにほぼ反対側に配置されて示されている。各ベントポンプ２８は、例えば、加圧空気入口付属物３０および出口３２を有する従来のベンチュリ・ポンプの形態で実現されてよい。ベントポンプ２８は流動化移動空気に加えてある程度の力を引き出す傾向があり、それにより、ホース（図示せず）が、粉末を捕捉してそれらの粉末をバルク供給物に戻すように廃棄するように給送するために出口３２に接続される。本明細書でさらに説明するように、ホッパ１０から通気される空気の量を制御するために、ベントポンプ入口３０に到達する空気流れは制御され得る。ベンチュリ・タイプのベントポンプ２８の場合、入口３０に到達する空気流れが多くなると、ホッパ１０から空気を通気させるためにより強い吸引力が発生する。
【００１５】
カバー２６上にはさらに一以上の給送ポンプ３４が配置され、この実施例では４つの給送ポンプが示されている。給送ポンプ３４は、ホッパ１０から流動化粉末を吸引してそれらの粉末を例えば自動または手動の粉末スプレー・ガンといったような一以上の塗布デバイス（図５を参照）まで押し出すのに使用される。図示される給送ポンプ３４は従来のベンチュリ・タイプのポンプであるが、別のポンプ・デザインが使用されてもよく、これにはデンス・フェイズ・ポンプが含まれるがそれだけに限定されない。各ポンプ３４は、空気流入口付属物３６および任意選択の流動化空気入口付属物３８、さらには出口ホース・コネクタ４０を含む。出口ホース・コネクタ４０は、流動化粉末コーティング材料を塗布デバイス（図５に示されるような）まで押し出すための給送ホース４２（図５）を受けるが、流動化粉末コーティング材料を例えば別のホッパを含む下流の別の使用法まで搬送するのに給送ポンプ３４が任意選択で使用されてもよい。
【００１６】
各給送ポンプ３４は、吸引管４６（図５および９）を接続するための吸引管接続部４４をさらに含む。各給送ポンプ３４は、流動化粉末をホッパ１０からポンプ内へと吸い上げるために、付随する吸引管に流体連通されたポンプ本体内に低圧ゾーンを生成するように動作する。この吸引力を生成するために、および、各ポンプから出る流動化粉末を給送ホース４２を介して付随する塗布デバイス２０２（図５）まで押し出すために、空気流２１０（図５）が使用される。
【００１７】
さらに図１を参照すると、任意選択の空気圧モータ駆動式バブレータ４８が設けられており、これは、加圧空気ホース５２を接続するための空気用付属物５０を含む。図２Ｂに最もよく示されるように、このバイブレータは、必須ではないが好適には、ホッパ本体１２の外側で４５度の角度で設置される。
【００１８】
レベル・センサ構成５４がホッパ本体１２の外側に設けられてよく、これは必要に応じて従来のデザインであってよい。適切なレベル・センサは、オハイオ州ウェストレイクのノードソン株式会社から入手可能な部品番号２３７１９９であるが、必要に応じて別のレベル・センサが使用されてもよい。レベル・センサは、ホッパ１０内の流動化粉末の高さを検出して粉末コーティング材料がホッパ１０に追加される必要がある場合に信号を生成するのに使用される。多くのシステム応用例では、粉末は連続的な形またはほぼ連続的な形でホッパ１０から消費されることから、レベル・センサ５４は、粉末を追加することがいつ要求されるかに関する必要なフィードバックを提供する。
【００１９】
この実施例ではカバー２６内に、少なくとも１つの粉末入口接続部５６が存在し、本明細書の例示の実施形態では２つの粉末入口接続部５６が存在する。各粉末入口接続部５６は、バルク給送用供給物６０または粉末コーティング材料の別の供給源から粉末コーティング材料を提供する供給ホース５８（図５）に接続可能である。通常、レベル・センサ５４によって要求信号（が発せられたときに粉末コーティング材料をホッパ１０に供給するのに、一以上の大型の粉末供給ポンプ６２が使用される。各供給ポンプ６２は例えばベンチュリ・ポンプであってよい。必要に応じて３つ以上の粉末入口接続部５６が使用されてよい。ベンチュリ・ポンプ２８と同様に、２つの粉末入口が使用される場合、これらの粉末入口は、必須ではないが好適には、より良好な流動化のためにおよび給送ポンプ３４からの粉末流れを安定させるためにバランスおよび均等な粉末分布を維持するのを補助することを目的としてホッパの径方向反対側において粉末をホッパ１０内に追加する。３つ以上の粉末入口が使用される場合、これらの粉末入口は、必須ではないが好適には、ホッパ１０を中心に放射状に均等に離間して配置される。
【００２０】
図１に示される構成要素の最後として、撹拌機用空気圧モータ６４が、カバー２６上において、必須ではないが好適にはカバー２６の中央に配置されてよい。撹拌機用空気圧モータ６４は、粉末コーティング材料を流動化するのを補助するために撹拌機６６（例えば、図４、５および９）を回転させるのに使用される。撹拌機用空気圧モータ６４は、空気配管６８によって提供される加圧空気によって作動される。操作者または別の作業員がカバー２６を動かしたり、緩めたり、分離したり、あるいはその他には取り外したりする場合、供給源（例えば、計装空気など）から空気ホース７２を介して空気入口付属物７４へと供給される加圧空気を遮断するのに例えばリミット・スイッチなどのスイッチ機能７０が使用されてよい。これにより、カバー２６がホッパ本体１２から分離されている場合に撹拌機用モータ６４が動作することが防止される。ホッパ１０を電気的に接地するために、従来の手法で接地ストラップ７６が使用されてよい。
【００２１】
図２Ａ、２Ｂおよび３はホッパ本体１２および流動化サブアセンブリ２２を単純な図で示している。ホッパ本体１２は、ホッパ１０の移送および位置決めを容易にするためのハンドル７８（これらの図では１つのみが視認可能）を備えることができる。レベル・センサ構成５４は、ホッパ１０の内部に達する感知ポート８０を形成する。流動化ドラム２０は、流動化プレート８４を支持するハウジング８２を含んでいてよい。流動化ベッド２０とホッパ本体１２の下側端部との間に液密シールを形成するのに、適当なガスケットまたはシール８６が使用されてよい。流動化プレート８４は、プレート８４の上方でホッパ１０内に加えられる粉末コーティング材料を流動化する空気がそこを通って流れるのを可能にする任意の多孔性材料を含んでいてよい。流動化プレート８４に適する材料はよく知られているようにポリエチレンである。ハウジング８２は、流動化空気ホース９０（図１）に接続可能である流動化空気用付属物８８を含む。流動化空気は、付属部８８を通ってハウジング８２内に入ることによりドラム２０内に入り、加圧された流動化空気が流動化プレート８４を通って上方に均等に流れる。流動化プレート８４の上にある粉末の重量により撓んだりガスケット８６を通って落下したりしないように流動化プレート８４を支持するのに、ポストまたはスタンドオフ９２が使用されてよい。
【００２２】
図４、６および７を参照すると、ホッパ１０はバッフル１００をさらに含んでいる。この実施例のバッフル１００は、カバー２６の下側に取り付けられたスタッド１０５（図７）などによりホッパ本体１２内で支持され得る、端部が開いた直円柱のバッフル本体１０２を有する。バッフル本体１０２は、ホッパ本体１２の内径Ｄ２より小さい外径Ｄ１を有する。Ｄ１＜Ｄ２であること、および、バッフル本体１０２が好適にはホッパ本体１２内において概して中心に配置されることにより、バッフル１００とホッパ本体１２との間に、粉末コーティング材料を加えるための環状領域１０４が形成される。環状領域１０４は粉末コーティング材料をホッパ１０に加えるすなわち供給するのに使用され、それにより、バッフル１００が、乱流および加えられる高い流量の粉末コーティング材料から概して分離される円筒形バッフル本体１０２の容積内に内部静穏区画すなわち低乱流ゾーン１０６（図５および７を参照）を画定する。給送ポンプ３４用の吸引管４６が下方に延在してこの穏やかな低乱流ゾーン１０６内に入り込んでおり（言い換えると、吸引管４６はバッフル１００内を下方に延在している（図７を参照））、流動化粉末の均等に分布された低乱流の供給物が給送ポンプ３４によって塗布デバイスまで吸い上げられる。
【００２３】
図４に示されるように、ホッパ１０は長手方向の中心軸Ｘを有しており、例えば撹拌機６６はこの中心軸Ｘに沿って下方に延在してホッパ１０内に入り込んでいる。スタッド１０５がバッフル本体１０２の上側端部１０２ａとカバー２６の下側表面１０７との間に軸方向オフセットＹ（図７）を形成している。この軸方向オフセットＹにより上側の間隙１０８（図５Ａ）が形成され、ホッパ１０内の圧力を均等化することが可能となる。ホッパ１０の内径が約１６インチ（４０．６センチメートル）である場合、この上側の間隙１０８は例えば約８インチ（２０．３センチメートル）程度であってよいが、これらの数字は単に例示的なものであり、特定の用途において必要に応じて変更され得る。
【００２４】
バッフル本体１０２の軸方向長さも、その下側端部１０２ｂと流動化プレート８４との間に下側の間隙１１０が形成され得るように選択される。この下側の間隙１１０は、粉末コーティング材料がバッフル本体１００の内部領域すなわち低乱流ゾーン１０６内へと流れるのを可能にし、さらに、撹拌機６６の一部である撹拌機アーム１１２を収容する。この実施例の撹拌機アーム１１２は、撹拌機６６が回転するときに粉末コーティング材料を流動化して一様に分布させるのを補助するために、ホイール上のスポークのように主体の撹拌機シャフト１１４から外側へ延在していてよい。撹拌機アーム１１２は、必須ではないが好適には、バッフル１００の外周を越えて径方向に延在しており、低乱流ゾーン１０６および環状ゾーン１０４の中を含めた流動化プレート８４の表面のほとんどまたはすべてにわたって流動化粉末を撹拌する。撹拌機アーム１１２は流動化プレート８４の表面にかなり接近して配置されてよく、下側の間隙１１０を通って延在していてよい。吸引管４６は、必須ではない好適には、軸周りにおいて、バッフル本体１０２の下側端部１０２ｂの近傍ではあるが上方まで下向きに延在しており、環状領域１０４（図５Ａでは仮想線で示される）内に存在する高乱流の流れに露出しないようになっている。
【００２５】
粉末コーティング材料を環状領域１０４内に加えるのに入口管１１６が使用され得る。本明細書の例示の実施形態では、２つの入口管１１６が設けられる。各入口管１１６は、上方に延在して付随の粉末入口接続部５８内に入り込んでいる第１の端部１１８と、環状領域１０４内に位置される第２の端部１２０とを有する。したがって、第２の端部１２０は出口開口部１２２を形成しており、粉末コーティング材料がそこを通って環状領域１０４内のホッパ１０に供給される。これらの開口部１２２は、必須ではないが好適には、軸周りにおいて、バッフル本体１０２の下側端部１０２ｂの上方に位置され、静穏区画１０６内の乱流を軽減する。これらの出口開口部１２２は、必須ではないが好適には、径方向において互いに反対側に配置され、３つ以上の入口管が使用される場合には好適には環状領域の円周を中心に均等に分布される。しかし、一部の設計では、単一の入口管が使用されてもよい。２つ以上の入口管１１６を使用することにより、過圧を軽減するために供給空気の体積を減らすことが可能となり、さらに、流入空気を減らして粉末速度を低下させることも可能となる。
【００２６】
図４および６に最もよく示されるように、入口管１１６は、管の内側表面に対する粉末コーティング材料の衝撃融合を軽減するために、それ自体がゆるやかな曲半径を有していてよい。また、管１１６は、出口開口部１２２を介して外に出る粉末コーティング材料が下向きの方向成分を有するように配置され、一方で同時に、概して接線方向に沿って環状領域１０４に入り込んでおり、したがって、加えられる粉末コーティング材料は、矢印Ｚ（図４）で示される下向きの螺旋方向に沿って下側の間隙１１０に向かって流れる。これらの流れの向きは任意に選択されるが、粉末の分布をより一様にする傾向があり、さらには、粉末粒子が流動化プレート８４および下側の間隙１１０に向かって移動するときに減速するのを補助する。
【００２７】
入口管１１６は各々が、好適には同じ回転方向Ｚに沿って粉末コーティング材料を環状領域１０４内に導入する。任意選択ではあるが好適には、撹拌機６６がこれと同じ方向Ｚに沿って回転される。方向Ｚは必要に応じて時計回りでも反時計回りであってもよい。例示のホッパ１０内の流動化空気流れは毎分約３から４立方フィート（ｃｆｓ）（毎分約０．０８から０．１１立方メートル）であってよいが、粉末コーティング材料を環状領域１０４内に加えるためのバルク空気流れは約５から６立方フィート（ｃｆｓ）（毎分約０．１４から０．１７立方メートル）であってよい。撹拌機は任意の速度で回転してよく、９０から１００ｒｐｍで良好に作用することが分かっている。
【００２８】
上述したように、多くの用途では、封じ込めのためにホッパ１０の内部を負圧に維持することおよびホッパ１０が過圧になるのを防止することが好ましい。ホッパ内部に過剰の圧力が存在すると、粉末の流動化、スプレー・ガンに達する粉末の流量、粉末の密度、および、均質性に悪影響を及ぼす場合があり、さらには、吸引力を用いてホッパから粉末を引き出すことからホッパの内部圧力の影響を受ける可能性があるベンチュリ・ポンプ３４の動作に悪影響を与える場合もある。粉末コーティング材料が加えられないときでも、ベントポンプ２８はホッパ１０内の圧力を低下させるために作動されてよく、そうでない場合、ホッパ１０内の圧力は流動化プレート８４からの流動化空気によって蓄積されてしまう可能性がある。粉末コーティング材料がホッパ１０に加えられるとき、ベントポンプ２８は、通常、バルク供給ポンプ６２からホッパ１０に入る空気流れが増加することにより、より多くの空気を通気させる必要がある。
【００２９】
図９で最もよく見ることができるように、各ベントポンプ２８は、ホッパの内部容積に開いているポート１２４に流体連通された吸引入口を有しており、必須ではないが好適にはホッパ１０内をわずかに負圧に維持するために必要に応じてホッパ１０の上側領域から空気を吸引する。
【００３０】
図５を参照すると、全体の粉末コーティング塗布システム２００は、バルク供給物６０、一以上の材料塗布デバイス２０２、例えば本明細書で説明する例示のホッパ１０などの供給ホッパ、および、制御回路またはシステム２０４を含むことができる。材料塗布デバイス２０２は、例えば当技術分野でよく知られている任意適当なスプレー・ガンであってよい。別の適当な塗布デバイスは本明細書において後で説明する。制御回路またはシステム２０４は、必要に応じてソフトウェアおよびハードウェアを使用して実現されてよく、粉末コーティング材料塗布システムのための制御システムは当技術分野でよく知られている。これらの制御システムは、通常、例えば、噴霧用空気２０８および空気流２１０を給送ポンプ３４に供給するための空気制御機能２０６や、特に粉末コーティング材料がホッパ１０に必要とされるときなどの適切な時間にバルク給送ポンプ６２を作動させるためのバルク給送制御機能２１２などの、一以上の機能を含む。静電コーティング・システムの場合、制御システム２０４は、通常、電力・ガン制御機能２１４をさらに含む。これらのすべてのシステム制御機能は当技術分野ではよく知られている。
【００３１】
さらに、本明細書の本発明のうちの１つによると、制御回路２０４は、レベル・センサ５４からのバルク給送制御入力信号２１６を含んでいてよい。この信号は、ホッパ１０に入れる粉末の要求を指示するのに使用され得る。粉末を加える必要がある場合、給送制御装置２１２が、移送空気を使用して入口管１１６を介してバルク供給物６０からホッパ１０内へと粉末を移動させることができるバルク供給ポンプ６２を制御ライン２１３を介して起動させる。給送制御装置２１２（あるいは、必要に応じて別の制御回路または機能）がベントポンプ２８の動作を制御するのに使用されてもよい。上述したように、ベンチュリ・タイプのベントポンプの場合、ベントポンプ２８によって引き出される空気流れまたは吸引力は、ポンプ入口３０に到達する空気流によって制御され得る。給送制御装置２１２は制御弁２２０を作動させるのにベントポンプ制御信号２１８を使用することができる。制御弁２２０は、２つの異なる圧力または空気流量２２２をベントポンプ入口３０まで送るのに使用され得る。粉末がホッパ１０に加えられない場合、ベントポンプ２８は例えば３から４ｃｆｍ（毎分０．０８から０．１１立方メートル）といったような低いすなわち低速の吸引率で作動されてよい。この低い吸引力は、ホッパ１０内を負圧に維持するために流動化空気を除去するのに使用される。しかし、粉末が加えられる場合、流動化空気に加えて、給送ポンプ６２からの粉末給送物に移送空気が加えられる。したがって、給送制御装置２１２は、吸引力を例えば７から８ｃｆｍ（毎分０．２０から０．２３立方メートル）まで増加させるためにベントポンプ入口３０に到達する空気流２２２を増加させるように制御弁２２０を切り換えるのに使用されてよい。任意の所与のシステムのための通気用吸引力の量は、流動化空気の流量および粉末をポンプ６２からホッパ１０まで移送するための空気の流量に部分的に依存する。ベントポンプ２８に到達する空気流が増加すると、粉末を加えるときにホッパ１０からより多くの空気を引き出すためのベントポンプ２８の吸引力が増大される。粉末の給送が停止されると、ベントポンプ２８は低速の吸引率に戻されてよい。
【００３２】
粉末をホッパ１０に加えるときに必要とされる増加される通気用吸引力の大きさ、さらには、粉末が加えられないときに必要となる低速の吸引力は、限定しないが、流動化空気の量、ホッパのサイズ、密度および粒度などの粉末材料の特性、移送空気の量、ならびにホッパ入る給送率などを含めた多くの要因の関数となる。したがって、各々のセットアップにおいて、必要とされる低速の吸引力および増加される吸引力は、経験的に決定され得、セットアップ手順の一部として通気制御システム２０４に予め設定され得る。
【００３３】
別の方法として、例えばカバー２６の付近などのホッパ１０の内部圧力を監視する圧力センサ（図示せず）が、粉末を加えるときおよび粉末を加えないときのホッパの内部圧力を所望される通りに維持することを目的として閉ループの圧力フィードバック制御装置を形成するのに使用されてよい。圧力センサのフィードバック信号は、流動化空気の流れまたはベントポンプ２８の吸引力のいずれかあるいはそれらの両方を制御するのに使用されてよい。さらに別の代替形態として、圧力データを確認できるようにして、流動化空気の流れまたはベントポンプの吸引力あるいはその両方を制御するために手動の調整が行われてもよい。
【００３４】
図１０および１１Ａを参照すると、その使用が必須ではないが、本明細書で上述したホッパの概念と共に使用され得る静電スプレー・ガン２５０の例示の実施形態が示されている。非静電的なスプレー・ガンが使用されてもよい。したがって、ここでは、スプレー・ガン２５０は図５のコーティング材料塗布装置２０２に一致していてよい。スプレー・ガン２５０は、粉末給送ホース２５６を受ける粉末入口端部２５４を有するメイン・ガン・ハウジング２５２を含んでいてよい。給送ホース２５６は、反対側の端部において、例えば図１の給送ポンプ３４といったような給送ポンプの出口に接続される。給送ホース２５６は、ここでは、例えば図５の実施形態の給送ホース４２に一致していてよい。ガン・ハウジング２５２はランス組立体２５８に接続されるように適合される。ランク組立体２５８をメイン・ハウジング２５２に固定するのにナット２５３が使用されてよい。スプレー・ガン２５０は長い管状容器の内部を噴射するのによく適しているが、必要に応じて別の容器に使用されてもよい。ランス２５８はその遠位端にノズル２６０を含む。図１０に示されるスプレー・ガンはバー・マウント・スタイルのガンであり、当技術分野でよく知られているガン用の支持構造体（図示せず）に付随するバーにスプレー・ガン２５０を取り付けるためのバー・マウント組立体２６２を含む。別の方法として、スプレー・ガンはチューブ・マウント・スタイルのガンであってもよく、その場合、メイン・ガン・ハウジング２５２は、スプレー・ガンの支持構造体に付随する管状部材によって支持されてよい。手動のスプレー・ガンが使用されてもよい。
【００３５】
図１２を参照すると、メイン・ハウジング２５２が、内側の高電圧乗算器組立体２６４を囲んでいる。乗算器組立体２６４は、抵抗・導体組立体２６８によって電極組立体２７０（図１５）に電気的に接続される出口２６６を含む。乗算器２６４は、ノズル２６０を通って外に出る粉末コーティング粒子を静電的に帯電させるために帯電用電極チップ２７２（図５にも示される）に印加される高電圧出力を生成する。
【００３６】
給送ホース２５６はメイン・ハウジング内へと延在しており、ランス組立体２５８の一部分として設けられてよい粉末管２７６のかかりつき端部２７４上に嵌合される。必須ではないが好適には、粉末管２７６の内径は、遡って給送ポンプ出口まで延在する給送ホース２５６の内径とほぼ同じである。粉末管２７６は、ランス組立体２５８を通って電極組立体ホルダ２７８（図１５）まで延在する。
【００３７】
図１３から１５を参照すると、電極組立体２７０は、第１の接触ばね２８２を有する第１の電極線２８０を含むことができ、この第１の電極ワイヤは電極ホルダ２７８内の孔２８４を通過しており、導電性シール部材２９５と電気的接触をなす遠位端２８０ａを有する。シール部材２９５は、第１の電極線２８０と、電極チップ２７２で終端する第２の電極線２８７に電気的に接触している第２の電極接触ばね２８６との間で軸方向に圧縮される。電極２７２はノズル２６０内の孔２８８を通過しており、したがって、この電極チップは、好適には、ノズル・フェース２９０のすぐ前方のノズルの中央に位置されてよい。電極ホルダ２７８は、粉末管２７６（図１５）の前方側の端部を受ける孔２７８ａを含んでいてよい。
【００３８】
ノズル２６０は、例えば一以上の任意選択の溝２９２といったような、ノズル情報に関連する記号すなわち印を含むことができる。これらの溝２９２（図１３から１５では１つの溝が示されている）は、粉末流れ通路の数、通路の角度、直径、および関連する別の情報などのノズルの種類を示すことができる。溝は、その数に加えて、追加の情報を提供するために着色されてもよい。形状、サイズ、および色の組合せと併せて、例えば隆起したリングなどを含めた、溝以外の多くの異なる形状が別の方法として使用されてもよい。
【００３９】
帯電用電極の第１の接触ばね２８２は、抵抗・導体組立体２６８（図１２）と電気的接触をなす接触端部を有する。別の方法として、塗布装置２５０は非静電的なデバイスとして構成されてもよい。
【００４０】
好適には、電極チップ２７２は、粉末コーティング材料噴射パターンのほぼ中心にくるようにノズル２６０から出る。帯電用電極２８７はノズル２６０の外側部分を通過して粉末流れ通路（２９６）の中央領域で終端してよく、あるいは別の方法として、例えばノズルの中心を通って真っ直ぐに延在してもよい。またさらに、帯電用電極はノズル２６０の外側周囲部に沿ったリブ（図示せず）を通って延在してもよい。
【００４１】
ノズル２６０は、その中に複数の粉末コーティング材料流れ通路２９６が形成されたメイン・ノズル本体２９４を含むことができる。ノズル本体２９４は、図１５に示されるプレス嵌めなどの任意適当な構成によって電極ホルダ２７８に取り付けられてよい。大気中に逃げないようにさらには電極孔２８８を下って流れないように粉末コーティング材料を収容するのに、ｏリング２９５などの適当なシールが使用されてよい。流れ通路２９６は必須ではないが好適には互いに分離している。図１５の断面の向きのために流れ通路２９６は１つのみ示されているが、一部の用途ではわずかに２個の流れ通路２９６が使用される場合もある。任意の数の複数の流れ通路２９６が使用されてよく、特に長く狭い容器の内部をコーティングするためには、一例として、３個から最大で１２個のこのような通路が良好に機能することが分かっている。図１３から１５の実施形態は１２個の流れ通路２９６の使用法を示している。図１５の例示の実施形態では、流れ通路２９６は、ノズル２６０の長手方向の中心軸Ｙを基準とした半角である角度αで分岐しているが、本明細書で後で説明されるように、流れ通路２９６は図１６Ａから１６Ｕで示されるようなより複雑な構成をとることもできる。一部の用途では、角度αはゼロ度であってもよく、すなわち、流れ通路２９６は軸Ｙに平行に延在してもよい。
【００４２】
流れ通路２９６は、円錐形チップ４００の底面の周りの内側表面２９８から延在している。円錐形チップ４００は、ノズル２６０内へと流れ込んで複数の流れ通路２９６を通過する粉末コーティング材料を均等に分布させるのを補助するために軸方向において後方へと延在する。軸Ｙを基準とした半角である円錐の角度βは角度αと等しくても異なっていてもよい。角度αの必須ではないが適切な範囲は約０°から約２０°であり、これは、コーティング処理のために２つ以上のノズルが使用されるか否かに加えて、部分的に、コーティングされる容器の内径によって決定される。角度βの必須ではないが適切な範囲は約１０°から約１５°であり、これらの図面では１５°で示されている。
【００４３】
ノズル２６０および流れ通路２９６を使用することにより、粉末噴射パターンが従来のノズル・デザインで達成されるよりも均等に分散される。したがって、複数の分離した粉末流れ通路２９６を備えるノズル２６０により、端部が開いているまたは閉じている容器をコーティングするのに塗布装置２５０を使用することが容易になり、容器はコーティング処理中に回転方向において静止していてよい。「回転方向において静止している」というのは、コーティング処理中に、粉末コーティング材料塗布装置２５０の例えばノズル２９６とコーティングされる容器との間に相対的な回転がないことを意味する。より特定の実施例では、容器自体を回転させる必要がなくコーティングさえ得る。また、分離した複数の流れ通路を使用することによりフィルムの厚さがより均等になる。別の方法として、必要に応じて缶またはノズルを回転させることが採用されてもよい。
【００４４】
静電式の実施形態の場合、帯電用電極チップ２７２を噴射パターンのほぼ中心に配置することにより粉末粒子の帯電が改善され、特に、複数の分離した流れ通路２９６を備えるノズル２６０を使用することにより噴射パターン内での粉末の分布がより均等になる。
【００４５】
例示の実施形態の各流れ通路２９６は円形断面を有し、その直径は各流れ通路の全長にわたって一定である。しかし、このような幾何形状は必須ではなく、特定の噴射パターンおよび流れ速度などを達成するために必要に応じて変更されてもよい。例えば、流れ通路は別の方法として変化する直径を有してもよく、または、円形以外の断面形状を有してもよい。分離した流れ通路２９６はノズル２６０の端面で開いており（以下の実施例を参照）、開口部は好適にはノズルの長手方向軸を中心に均等に離間される。やはり必須ではないがさらに好適には、流れ通路の全断面積が、ノズル２６０のすぐ上流側のノズルの入口の流れ通路４０２の断面積と少なくとも等しいかそれより大きい。ノズルの入口の流れ通路４０２の断面積は、必須ではないが好適には、粉末管２７６の内径の断面積とほぼ等しく、その結果、給送ポンプ３４の出口から延在する粉末流れ経路の断面積がノズル２６０全体を通して概して一定となる。
【００４６】
図１６Ａから１６Ｕは、特に複数の分離した粉末流れ通路３０２の構成における、多種多様なノズル３００のデザインを示している。これらの変形形態は、種々の角度および方向の粉末流れを含み、端部パターンの構成が異なっており、ここでは、流れ通路はノズルの端面３０４で開いている。例えば、図１６Ａから１６Ｊは分岐した角度を示しており、ここでは、分離した通路のうちの種々の通路が、ノズルの長手方向の中心軸Ｙを基準にして等しい角度または異なる角度を有していてよい。例示の角度は、主要な粉末通路のＹ軸を基準にして約３度から約１８度の範囲内であってよい。通路は、例えば２ミリメートルといった均一の直径を有していてよい。また、図１６Ａから１６Ｕのすべての実施形態では、帯電用電極３０６はノズル本体３０８の径方向外側部分から延在しているが、停電用電極チップ３１０は必須ではないが好適には噴射パターンのほぼ中央領域に配置されることに留意されたい。
【００４７】
図１６Ｋから１６Ｏ、１６Ｔ、および１６Ｕは、３１４（例えば図１６Ｌを参照されたい（見やすいように図１６Ｌにのみ記載））に沿うように分岐する前の流れ通路が直線部分３１２を含んでいてよいような、すなわち、流れ通路が中心軸Ｙと概して平行であるすなわちゼロ度であるような、複合流れ通路の実施例を示している。やはり、特定の端面パターンを選択することができるように、ノズル内の種々の分岐した流れ通路に対して異なる分岐角度が使用されてよい。また、これらの例示のデザインの一部は、ノズル端面内に中央円錐または別の隆起部分３１６を含むことに留意されたい。別の実施形態では、端面３１８（例えば、図１６Ｏを参照）は隆起したドーム形状を有しいてよく、または、必要に応じて別の外形を有してもよい。図１６Ａから１６Ｊの実施形態および別の実施形態では、例えば、端面３０４は平坦である。すべての実施形態では、流れ通路３０２の端面幾何形状および端面パターンを含めたこれらの特徴は、ノズル３００からの特定の噴射パターン効果に影響を与えるのに使用され得る。
【００４８】
図１６Ｐから１６Ｒは、流れ通路３２０が軸方向のみでなく径方向にも分岐した実施形態を示しており、互いに交差した外観すなわちねじれ構成（例えば図１６Ｑを参照）を有する。このような構成は、例えば、噴射パターンに渦効果をもたらすのに使用され得る。図１６Ｓに示されるさらに別の代替形態として、流れ通路は、中心軸Ｙから離れるように分岐する第１の部分３２２とおよび軸Ｙに向かって戻るように集束する第２の部分３２４とを含むことができる。
【００４９】
本明細書で開示される器具を用いてコーティングされ得る典型的な管形状の容器Ｃの実施例が図１１Ａに仮想線で示されており、容器をコーティングするためのシステムが図１１Ｂに示されている。図１１Ａを参照すると、典型的な管形状の容器Ｃは、例えば、ヘアスプレー用のエアロゾル缶または金属の水筒であってよい。適切な容器は、軸方向長さが容器の直径の約３倍であってよく、一般的な直径の範囲は約０．５インチ（１．２７センチメートル）以上であり、長さは約１．５インチ（３．８１センチメートル）以上であり、２つの例を挙げると、エアロゾル缶の場合、一般的な直径の範囲は約１インチ（２．５４センチメートル）であり、長さは約３インチ（７．６センチメートル）から約６インチ（１５．２センチメートル）以上であり、金属の水筒の場合、直径は約２インチ（５．０８センチメートル）で長さは約６インチ（１５．２センチメートル）から１２インチ（３０．５センチメートル）である。しかし、これらの寸法は単に例示的な数字であること意図しており、本発明の使用を限定することを意図しない。ノズル２６０が容器の内部にしっかり位置されるように、ランス２５８が十分に細長い形状であってよいことに留意されたい。ランス２５８の長さは、異なる長さおよび内径の容器に対応するために必要に応じて変更される。静穏区画から粉末がホッパの外へ吸引されるような静穏区画を有するホッパ１０の組合では、粉末が、スプレー・ガン２５２に運ばれて、ノズルの長手方向軸を中心に均等に配置されてノズルの端面３０４上で開いている複数の分離した粉末コーティング材料流れ通路２９６を有するノズル２６０の外へ出ることにより、コーティング処理中にノズル２６０に対して容器を回転させる必要が一切なく、容器Ｃの内側表面を非常に効率的にコーティングすることが可能となる。したがって、この器具は本開示の別の方法を実施するのに使用され得、ここでは、流動化粉末コーティング材料は、粉末コーティング材料ホッパの静穏区画から引き出され、スプレー・ガンへと運ばれ、複数の流れ通路を有するノズルの外へ出され、細長い管状の容器の内側表面をコーティングする。この方法の代替の実施形態では、コーティング処理は、スプレー・ガンのノズルと容器の表面との間での相対的な回転を用いて実施されてよい。別の実施形態では、粉末は、ホッパの、静穏区画の外側の環状領域に供給され、粉末コーティング材料はポンプ作用によりこの環状領域から外へ吸引される。別の代替の実施形態では、粉末は、ホッパの、バッフルによりバッフルの外側の環状の静穏区画から分離された中央領域に供給され、粉末コーティング材料はポンプ作用により静穏区画の外へ吸引される。
【００５０】
図１１Ｂを参照すると、この実施形態のホッパ１０は、ホース４００を介したポンプ３４を通してスプレー・ガン２５２に粉末を供給する。スプレー・ガン２５２は、ガン２５２のランス２５８を容器Ｃに出し入れするように往復運動させるためのレシプロケータ４０２上に設置されてよい。容器Ｃは、容器をスプレー・ガン２５２の前方の位置まで割り出しするスター・ホイール４０４に取り付けられる。通常、容器Ｃは真空チャックによってスター・ホイール４０４に接するように保持され、コーティングの前に容器Ｃをスター・ホイールに装着してさらにコーティングの後に容器Ｃをスター・ホイールから取り外すのに従来の装置が使用される。スプレーしぶき収集フード４０６が、容器Ｃに付着しなかったいかなる粉末コーティング材料も回収するための粉末スプレーしぶき収集システム４０８に接続される。スプレーしぶき収集システム４０８は従来のタイプのシステムであってよく、移送空気に含まれる粉末をフード４０６から引き出してそれらの粉末をフィルター・カートリッジ（図示せず）の外側まで運ぶためのファンなどの真空源４１０を例えば含む。フィルター・カートリッジでは、粉末が移送空気と一般に周期的にカートリッジから分離されるようなパルスが与えられた逆流空気とから分離されて、収集システム４０８の底部においてホッパ（図示せず）に収集される。移送空気がスプレーしぶき収集システム４０８から排出される前に、最後のフィルターすなわち後続のフィルター４１２がフィルター・カートリッジを通過するいかなる残留粉末も捕集する。
【００５１】
発明性のある態様を例示の実施形態を参照して説明してきた。本明細書を読んで理解することにより他者にも修正形態および変更形態が想起されるであろう。添付の特許請求の範囲内またはその均等物内にある限りにおいて、このような修正形態および変更形態のすべてを包含することを意図する。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一以上のコーティング塗布デバイスに粉末を供給または給送するためのホッパを使用する粉末コーティング・システムに関する。より具体的には、本開示は、粉末の流動化された供給物を生成する粉末コーティング・ホッパに関し、さらには、別個に、このようなホッパと共に使用され得る粉末コーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末コーティング・システムでは、粉末コーティング材料が、一般に、バルク供給物または供給ホッパから給送ホッパへと移送され、次いで、給送ホッパから例えばスプレー・ガンなどの一以上のコーティング・デバイスへと粉末を運ぶのにポンプが使用される。給送ホッパは、一般に、スプレー・ガンまたは塗布デバイスへとポンプで押し出される前に粉末コーティング材料を流動化する流動化ホッパである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一部の粉末コーティングの用途では、所望の表面仕上げまたは別のコーティング特性を達成するために、非常に細かい粉末コーティング材料が使用されなければならない。細かい粉末に適した粉末コーティング装置が有用であるような種々の用途が存在する一方で、一例として、小径の管形状の容器を内部コーティングするための粉末コーティング・システムがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示に示される１つの発明の一実施形態によると、粉末コーティング材料のためのホッパが、ホッパ本体と、流動化ベッドと、カバーと、ホッパ本体の内部に配置されるバッフルとを有する。粉末入口がバッフルとホッパ本体との間に配置され、バッフルが流動化粉末のための低乱流ゾーンを形成するように機能する。より具体的な実施形態では、ホッパ本体およびバッフルは円筒形であり、その結果それらの間に環状領域が形成され、粉末入口がその環状領域内に配置される。別の方法として、環状領域が低乱流ゾーンであってもよく、粉末がバッフルの内側に加えられる。別の実施形態では、バッフルの軸方向長さは、バッフルと流動化ベッドとの間に下側の間隙が形成されかつバッフルとカバーとの間に上側の間隙が形成されるように、なされる。追加の代替の実施形態では、任意選択の撹拌機が下側の間隙の領域において流動化ベッドの近傍に設けられてよく、一以上の任意選択のベントポンプがホッパを負圧に維持するのに使用されてよく、任意選択のスイッチが、カバーがホッパ本体から分離されているときに任意選択の空気圧モータを停止するのに使用されてよく、一以上のポンプが、低乱流ゾーンから一以上のコーティング材料塗布デバイスまで流動化粉末を押し出すのに使用されてよい。
【０００５】
本開示はまた、粉末コーティング材料塗布デバイスおよびそのためのノズルに関する一以上の発明を提示する。一実施形態では、ノズルは、ノズルの長手方向軸を中心に配置される複数の分離した流れ通路を有することができる。
【０００６】
本開示はまた、上述したホッパと、上述したコーティング材料塗布デバイスと、その組合せとを利用する粉末コーティング材料塗布システムに関する一以上の発明を提示する。
【０００７】
本開示はまた、粉末供給ホッパを作動させる方法に関する一以上の発明を提示し、この方法は、粉末が内部容積に加えられるときに内部容積から空気を高速で排出し、その容積から流動化空気を通気させるために低速で排出するステップを含む。
【０００８】
当業者であれば、添付図面を考慮した例示の実施形態の以下の詳細な説明より、本明細書に開示する本発明のこれらの態様および別の態様ならびに利点を理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本明細書の一以上の本発明による流動化用ホッパの一実施形態を示す斜視図である。
【図２Ａ】図１の実施形態で使用され得るホッパ本体および流動化構成の一実施形態を示す２つの回転した斜視図である。
【図２Ｂ】図１の実施形態で使用され得るホッパ本体および流動化構成の一実施形態を示す２つの回転した斜視図である。
【図３】図２Ａの実施形態を示す分解図の斜視図である。
【図４】ホッパ本体が透けて示されている、図１の実施形態を示す別の斜視図である。
【図５】ホッパ本体およびバッフルが透けて示されており、完全なコーティング材料塗布システムの一実施形態が示されている、図１の実施形態を示す別の斜視図である。
【図５Ａ】ホッパ本体およびバッフルが透けて示されている、図１の実施形態を示す立面図である。
【図６】図１の実施形態で使用されるカバーとバッフルとのサブアセンブリを示す上側から見た図である。
【図７】図６のサブアセンブリを示す下側から見た図である。
【図８】図１の実施形態で使用されるカバーと撹拌機と吸引管とのサブアセンブリを示す上側から見た図である。
【図９】図８のサブアセンブリを示す下側から見た図である。
【図１０】静電スプレー・ガンを示す斜視図である。
【図１１Ａ】容器が仮想線で示される、図１０のスプレー・ガンを示す上面図である。
【図１１Ｂ】管をコーティングするための粉末コーティング塗布システムを示す概略図である。
【図１２】線１２−１２に沿った、図１１Ａのスプレー・ガンを示す長手方向断面図である。
【図１３】図１０のスプレー・ガンと共に使用され得る、電極とノズルとのサブアセンブリを示す立面図である。
【図１４】図１３のサブアセンブリを示す端面図である。
【図１５】線１５−１５に沿った、図１４のサブアセンブリを示す長手方向断面図である。
【図１６Ａ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｂ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｃ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｄ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｅ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｆ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｇ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｈ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｉ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｊ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｋ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｌ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｍ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｎ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｏ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｐ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｑ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｒ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｓ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｔ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【図１６Ｕ】ノズルの種々の代替実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、本明細書では例示の図および実施形態を具体的に参照して説明されるが、これらの例示の実施形態に限定されない。例えば、ホッパの概念は、多くの異なる構成のホッパおよび関連する任意選択の構成要素と共に使用され得、システムの点から見ると、多くの異なるタイプのコーティング材料塗布デバイス、ポンプ、バルク給送装置、および制御システムと共に使用され、これらはすべてよく知られているものであるか今後開発されるものであってよい。塗布デバイスおよびノズルの概念は、本明細書に示される実施形態を含めた、多くの異なるホッパ構成およびポンプなどと共に使用され得る。例示の実施形態は、小径の管形状の容器のためのコーティング塗布システムを用いて図示および考察されるが、別の容器形状および種類が別の方法としてコーティングされてもよい。
【００１１】
本発明の発明性のある種々の態様、概念および特徴は、本明細書では、例示の実施形態との組合せで具体化されて説明および図示され得るが、これらの種々の態様、概念および特徴は、多くの代替の実施形態において、個別に、またはその種々の組合せおよび下位の組合せで使用され得る。これらのすべての組合せおよび下位の組合せは、本明細書で明確に除外されない限り、本発明の範囲内に含まれることを意図される。さらにまた、代替の材料、構造、構成、方法、回路、デバイスおよび構成要素、ソフトウェア、ハードウェア、制御論理、ならびに、形態や嵌合いや機能に関する代替物などの、本発明の種々の態様、概念および特徴に関する種々の代替の実施形態が本明細書では説明され得るが、これらの説明は、現在知られているまたは今後開発される使用可能な代替の実施形態の完全なまたは網羅的なリストであることを意図しない。当業者は、追加の実施形態が本明細書で明確に開示されていなくても、本発明の範囲内で、発明性のある態様、概念または特徴のうちの１つまたは複数を追加の実施形態に容易に取り入れて使用することができる。加えて、本発明の一部の特徴、概念または態様が好適な構成または方法として本明細書で説明され得る場合でも、その説明は、明確に述べられない限り、これらの特徴が必要であることまたは必須であることを示唆することを意図しない。さらにまた、本開示の理解を補助するために例示のまたは代表的な値および範囲が含まれ得るが、これらの値および範囲は限定的な意味で解釈されるべきではなく、明確に述べられる場合にのみ限界値または限界範囲であることを意図する。また、種々の態様、特徴および概念は、本明細書では、本発明の発明性のある部分または形を成す部分として明確に特定され得るが、このような特定は排他的であることを意図しておらず、そういうものとしてすなわち特定の発明の一部として明確に特定されずに本明細書で完全に説明される発明性のある態様、概念および特徴が存在していてよく、本発明は代わりに添付の特許請求の範囲に記載される。例示の方法またはプロセスの説明は、すべての事例で必要とされるようなすべてのステップを包含することに限定されず、また、これらのステップが示される順は、明確に述べられない限り、必要なものであるまたは必須であると解釈されるものでもない。
【００１２】
図１を参照すると、本明細書の本発明のうちの１つまたは複数によるホッパ１０の実施形態が図示されている。このホッパ１０は、流動化粉末コーティング材料を一以上の塗布デバイス（例えば、図５を参照）に供給するのに使用され得、したがって、本明細書では供給ホッパとして称されてもよい。しかし、供給ホッパという用語を限定的に解釈するべきではなく、ホッパ１０は、流動化粉末コーティング材料を一例として別のホッパに対するものを含めた下流の用途および使用法に提供することが望まれるような任意の使用法または用途で使用され得る。ホッパ本体、カバーおよびバッブルなど（本明細書において後で説明される）のホッパの種々の部分は、例えばステンレス鋼などの任意適当な材料で作られ得る。
【００１３】
ホッパ１０は、上側端部１４および下側端部１６を有する直円柱の形態であってよいホッパ本体１２を含む。クランプまたはストラップ１８あるいは別の適当な取付手段が、流動化ドラム２０をホッパ本体１２の下側端部１６に接合するのに使用され得る。ホッパ本体１２および流動化ドラム２０を含んでいてよい流動化サブアセンブリ２２が、後で説明する図２Ａ、２Ｂおよび３でより詳細に示されている。
【００１４】
クランプ１８と同じであってよいが同じである必要はない、クランプまたはストラップ２４あるいは別の適当な取付手段が、カバー２６をホッパ本体１２の上側端部１４に接合するのに使用され得る。カバー２６は、動作のために完全に設置されている場合、ホッパ１０を密封しており、さらに、種々のポンプと、空気圧モータと、ホッパ１０の組立体と共に使用される関連する装置とを支持している。例えば、一以上の任意選択のベントポンプ２８がカバー２６上に配置されてよい。これらのベントポンプ２８は、ホッパ１０内に蓄積される圧力を低下させるのに使用され得、詳細には、ホッパ１０の内部を、例えば約３インチ水銀柱（７．６２センチメートル水銀柱）未満程度といったようなある程度の負圧に維持するために任意選択で使用され得る。２つのベントポンプ２８が図１に示されているが、より多くのベントポンプが使用されてもよくまたは単一のベントポンプ２８が使用されてもよく、あるいは、一部の事例では、特にホッパ１０が過圧になるのを防止ための別の手段が存在する場合、ベントポンプは省略されてもよい。図１では、ベントポンプ２８は、ホッパ１０内の圧力バランスを良好に維持するために径方向において互いにほぼ反対側に配置されて示されている。各ベントポンプ２８は、例えば、加圧空気入口付属物３０および出口３２を有する従来のベンチュリ・ポンプの形態で実現されてよい。ベントポンプ２８は流動化移動空気に加えてある程度の力を引き出す傾向があり、それにより、ホース（図示せず）が、粉末を捕捉してそれらの粉末をバルク供給物に戻すように廃棄するように給送するために出口３２に接続される。本明細書でさらに説明するように、ホッパ１０から通気される空気の量を制御するために、ベントポンプ入口３０に到達する空気流れは制御され得る。ベンチュリ・タイプのベントポンプ２８の場合、入口３０に到達する空気流れが多くなると、ホッパ１０から空気を通気させるためにより強い吸引力が発生する。
【００１５】
カバー２６上にはさらに一以上の給送ポンプ３４が配置され、この実施例では４つの給送ポンプが示されている。給送ポンプ３４は、ホッパ１０から流動化粉末を吸引してそれらの粉末を例えば自動または手動の粉末スプレー・ガンといったような一以上の塗布デバイス（図５を参照）まで押し出すのに使用される。図示される給送ポンプ３４は従来のベンチュリ・タイプのポンプであるが、別のポンプ・デザインが使用されてもよく、これにはデンス・フェイズ・ポンプが含まれるがそれだけに限定されない。各ポンプ３４は、空気流入口付属物３６および任意選択の流動化空気入口付属物３８、さらには出口ホース・コネクタ４０を含む。出口ホース・コネクタ４０は、流動化粉末コーティング材料を塗布デバイス（図５に示されるような）まで押し出すための給送ホース４２（図５）を受けるが、流動化粉末コーティング材料を例えば別のホッパを含む下流の別の使用法まで搬送するのに給送ポンプ３４が任意選択で使用されてもよい。
【００１６】
各給送ポンプ３４は、吸引管４６（図５および９）を接続するための吸引管接続部４４をさらに含む。各給送ポンプ３４は、流動化粉末をホッパ１０からポンプ内へと吸い上げるために、付随する吸引管に流体連通されたポンプ本体内に低圧ゾーンを生成するように動作する。この吸引力を生成するために、および、各ポンプから出る流動化粉末を給送ホース４２を介して付随する塗布デバイス２０２（図５）まで押し出すために、空気流２１０（図５）が使用される。
【００１７】
さらに図１を参照すると、任意選択の空気圧モータ駆動式バブレータ４８が設けられており、これは、加圧空気ホース５２を接続するための空気用付属物５０を含む。図２Ｂに最もよく示されるように、このバイブレータは、必須ではないが好適には、ホッパ本体１２の外側で４５度の角度で設置される。
【００１８】
レベル・センサ構成５４がホッパ本体１２の外側に設けられてよく、これは必要に応じて従来のデザインであってよい。適切なレベル・センサは、オハイオ州ウェストレイクのノードソン株式会社から入手可能な部品番号２３７１９９であるが、必要に応じて別のレベル・センサが使用されてもよい。レベル・センサは、ホッパ１０内の流動化粉末の高さを検出して粉末コーティング材料がホッパ１０に追加される必要がある場合に信号を生成するのに使用される。多くのシステム応用例では、粉末は連続的な形またはほぼ連続的な形でホッパ１０から消費されることから、レベル・センサ５４は、粉末を追加することがいつ要求されるかに関する必要なフィードバックを提供する。
【００１９】
この実施例ではカバー２６内に、少なくとも１つの粉末入口接続部５６が存在し、本明細書の例示の実施形態では２つの粉末入口接続部５６が存在する。各粉末入口接続部５６は、バルク給送用供給物６０または粉末コーティング材料の別の供給源から粉末コーティング材料を提供する供給ホース５８（図５）に接続可能である。通常、レベル・センサ５４によって要求信号（が発せられたときに粉末コーティング材料をホッパ１０に供給するのに、一以上の大型の粉末供給ポンプ６２が使用される。各供給ポンプ６２は例えばベンチュリ・ポンプであってよい。必要に応じて３つ以上の粉末入口接続部５６が使用されてよい。ベンチュリ・ポンプ２８と同様に、２つの粉末入口が使用される場合、これらの粉末入口は、必須ではないが好適には、より良好な流動化のためにおよび給送ポンプ３４からの粉末流れを安定させるためにバランスおよび均等な粉末分布を維持するのを補助することを目的としてホッパの径方向反対側において粉末をホッパ１０内に追加する。３つ以上の粉末入口が使用される場合、これらの粉末入口は、必須ではないが好適には、ホッパ１０を中心に放射状に均等に離間して配置される。
【００２０】
図１に示される構成要素の最後として、撹拌機用空気圧モータ６４が、カバー２６上において、必須ではないが好適にはカバー２６の中央に配置されてよい。撹拌機用空気圧モータ６４は、粉末コーティング材料を流動化するのを補助するために撹拌機６６（例えば、図４、５および９）を回転させるのに使用される。撹拌機用空気圧モータ６４は、空気配管６８によって提供される加圧空気によって作動される。操作者または別の作業員がカバー２６を動かしたり、緩めたり、分離したり、あるいはその他には取り外したりする場合、供給源（例えば、計装空気など）から空気ホース７２を介して空気入口付属物７４へと供給される加圧空気を遮断するのに例えばリミット・スイッチなどのスイッチ機能７０が使用されてよい。これにより、カバー２６がホッパ本体１２から分離されている場合に撹拌機用モータ６４が動作することが防止される。ホッパ１０を電気的に接地するために、従来の手法で接地ストラップ７６が使用されてよい。
【００２１】
図２Ａ、２Ｂおよび３はホッパ本体１２および流動化サブアセンブリ２２を単純な図で示している。ホッパ本体１２は、ホッパ１０の移送および位置決めを容易にするためのハンドル７８（これらの図では１つのみが視認可能）を備えることができる。レベル・センサ構成５４は、ホッパ１０の内部に達する感知ポート８０を形成する。流動化ドラム２０は、流動化プレート８４を支持するハウジング８２を含んでいてよい。流動化ベッド２０とホッパ本体１２の下側端部との間に液密シールを形成するのに、適当なガスケットまたはシール８６が使用されてよい。流動化プレート８４は、プレート８４の上方でホッパ１０内に加えられる粉末コーティング材料を流動化する空気がそこを通って流れるのを可能にする任意の多孔性材料を含んでいてよい。流動化プレート８４に適する材料はよく知られているようにポリエチレンである。ハウジング８２は、流動化空気ホース９０（図１）に接続可能である流動化空気用付属物８８を含む。流動化空気は、付属部８８を通ってハウジング８２内に入ることによりドラム２０内に入り、加圧された流動化空気が流動化プレート８４を通って上方に均等に流れる。流動化プレート８４の上にある粉末の重量により撓んだりガスケット８６を通って落下したりしないように流動化プレート８４を支持するのに、ポストまたはスタンドオフ９２が使用されてよい。
【００２２】
図４、６および７を参照すると、ホッパ１０はバッフル１００をさらに含んでいる。この実施例のバッフル１００は、カバー２６の下側に取り付けられたスタッド１０５（図７）などによりホッパ本体１２内で支持され得る、端部が開いた直円柱のバッフル本体１０２を有する。バッフル本体１０２は、ホッパ本体１２の内径Ｄ２より小さい外径Ｄ１を有する。Ｄ１＜Ｄ２であること、および、バッフル本体１０２が好適にはホッパ本体１２内において概して中心に配置されることにより、バッフル１００とホッパ本体１２との間に、粉末コーティング材料を加えるための環状領域１０４が形成される。環状領域１０４は粉末コーティング材料をホッパ１０に加えるすなわち供給するのに使用され、それにより、バッフル１００が、乱流および加えられる高い流量の粉末コーティング材料から概して分離される円筒形バッフル本体１０２の容積内に内部静穏区画すなわち低乱流ゾーン１０６（図５および７を参照）を画定する。給送ポンプ３４用の吸引管４６が下方に延在してこの穏やかな低乱流ゾーン１０６内に入り込んでおり（言い換えると、吸引管４６はバッフル１００内を下方に延在している（図７を参照））、流動化粉末の均等に分布された低乱流の供給物が給送ポンプ３４によって塗布デバイスまで吸い上げられる。
【００２３】
図４に示されるように、ホッパ１０は長手方向の中心軸Ｘを有しており、例えば撹拌機６６はこの中心軸Ｘに沿って下方に延在してホッパ１０内に入り込んでいる。スタッド１０５がバッフル本体１０２の上側端部１０２ａとカバー２６の下側表面１０７との間に軸方向オフセットＹ（図７）を形成している。この軸方向オフセットＹにより上側の間隙１０８（図５Ａ）が形成され、ホッパ１０内の圧力を均等化することが可能となる。ホッパ１０の内径が約１６インチ（４０．６センチメートル）である場合、この上側の間隙１０８は例えば約８インチ（２０．３センチメートル）程度であってよいが、これらの数字は単に例示的なものであり、特定の用途において必要に応じて変更され得る。
【００２４】
バッフル本体１０２の軸方向長さも、その下側端部１０２ｂと流動化プレート８４との間に下側の間隙１１０が形成され得るように選択される。この下側の間隙１１０は、粉末コーティング材料がバッフル本体１００の内部領域すなわち低乱流ゾーン１０６内へと流れるのを可能にし、さらに、撹拌機６６の一部である撹拌機アーム１１２を収容する。この実施例の撹拌機アーム１１２は、撹拌機６６が回転するときに粉末コーティング材料を流動化して一様に分布させるのを補助するために、ホイール上のスポークのように主体の撹拌機シャフト１１４から外側へ延在していてよい。撹拌機アーム１１２は、必須ではないが好適には、バッフル１００の外周を越えて径方向に延在しており、低乱流ゾーン１０６および環状ゾーン１０４の中を含めた流動化プレート８４の表面のほとんどまたはすべてにわたって流動化粉末を撹拌する。撹拌機アーム１１２は流動化プレート８４の表面にかなり接近して配置されてよく、下側の間隙１１０を通って延在していてよい。吸引管４６は、必須ではない好適には、軸周りにおいて、バッフル本体１０２の下側端部１０２ｂの近傍ではあるが上方まで下向きに延在しており、環状領域１０４（図５Ａでは仮想線で示される）内に存在する高乱流の流れに露出しないようになっている。
【００２５】
粉末コーティング材料を環状領域１０４内に加えるのに入口管１１６が使用され得る。本明細書の例示の実施形態では、２つの入口管１１６が設けられる。各入口管１１６は、上方に延在して付随の粉末入口接続部５８内に入り込んでいる第１の端部１１８と、環状領域１０４内に位置される第２の端部１２０とを有する。したがって、第２の端部１２０は出口開口部１２２を形成しており、粉末コーティング材料がそこを通って環状領域１０４内のホッパ１０に供給される。これらの開口部１２２は、必須ではないが好適には、軸周りにおいて、バッフル本体１０２の下側端部１０２ｂの上方に位置され、静穏区画１０６内の乱流を軽減する。これらの出口開口部１２２は、必須ではないが好適には、径方向において互いに反対側に配置され、３つ以上の入口管が使用される場合には好適には環状領域の円周を中心に均等に分布される。しかし、一部の設計では、単一の入口管が使用されてもよい。２つ以上の入口管１１６を使用することにより、過圧を軽減するために供給空気の体積を減らすことが可能となり、さらに、流入空気を減らして粉末速度を低下させることも可能となる。
【００２６】
図４および６に最もよく示されるように、入口管１１６は、管の内側表面に対する粉末コーティング材料の衝撃融合を軽減するために、それ自体がゆるやかな曲半径を有していてよい。また、管１１６は、出口開口部１２２を介して外に出る粉末コーティング材料が下向きの方向成分を有するように配置され、一方で同時に、概して接線方向に沿って環状領域１０４に入り込んでおり、したがって、加えられる粉末コーティング材料は、矢印Ｚ（図４）で示される下向きの螺旋方向に沿って下側の間隙１１０に向かって流れる。これらの流れの向きは任意に選択されるが、粉末の分布をより一様にする傾向があり、さらには、粉末粒子が流動化プレート８４および下側の間隙１１０に向かって移動するときに減速するのを補助する。
【００２７】
入口管１１６は各々が、好適には同じ回転方向Ｚに沿って粉末コーティング材料を環状領域１０４内に導入する。任意選択ではあるが好適には、撹拌機６６がこれと同じ方向Ｚに沿って回転される。方向Ｚは必要に応じて時計回りでも反時計回りであってもよい。例示のホッパ１０内の流動化空気流れは毎分約３から４立方フィート（ｃｆｓ）（毎分約０．０８から０．１１立方メートル）であってよいが、粉末コーティング材料を環状領域１０４内に加えるためのバルク空気流れは約５から６立方フィート（ｃｆｓ）（毎分約０．１４から０．１７立方メートル）であってよい。撹拌機は任意の速度で回転してよく、９０から１００ｒｐｍで良好に作用することが分かっている。
【００２８】
上述したように、多くの用途では、封じ込めのためにホッパ１０の内部を負圧に維持することおよびホッパ１０が過圧になるのを防止することが好ましい。ホッパ内部に過剰の圧力が存在すると、粉末の流動化、スプレー・ガンに達する粉末の流量、粉末の密度、および、均質性に悪影響を及ぼす場合があり、さらには、吸引力を用いてホッパから粉末を引き出すことからホッパの内部圧力の影響を受ける可能性があるベンチュリ・ポンプ３４の動作に悪影響を与える場合もある。粉末コーティング材料が加えられないときでも、ベントポンプ２８はホッパ１０内の圧力を低下させるために作動されてよく、そうでない場合、ホッパ１０内の圧力は流動化プレート８４からの流動化空気によって蓄積されてしまう可能性がある。粉末コーティング材料がホッパ１０に加えられるとき、ベントポンプ２８は、通常、バルク供給ポンプ６２からホッパ１０に入る空気流れが増加することにより、より多くの空気を通気させる必要がある。
【００２９】
図９で最もよく見ることができるように、各ベントポンプ２８は、ホッパの内部容積に開いているポート１２４に流体連通された吸引入口を有しており、必須ではないが好適にはホッパ１０内をわずかに負圧に維持するために必要に応じてホッパ１０の上側領域から空気を吸引する。
【００３０】
図５を参照すると、全体の粉末コーティング塗布システム２００は、バルク供給物６０、一以上の材料塗布デバイス２０２、例えば本明細書で説明する例示のホッパ１０などの供給ホッパ、および、制御回路またはシステム２０４を含むことができる。材料塗布デバイス２０２は、例えば当技術分野でよく知られている任意適当なスプレー・ガンであってよい。別の適当な塗布デバイスは本明細書において後で説明する。制御回路またはシステム２０４は、必要に応じてソフトウェアおよびハードウェアを使用して実現されてよく、粉末コーティング材料塗布システムのための制御システムは当技術分野でよく知られている。これらの制御システムは、通常、例えば、噴霧用空気２０８および空気流２１０を給送ポンプ３４に供給するための空気制御機能２０６や、特に粉末コーティング材料がホッパ１０に必要とされるときなどの適切な時間にバルク給送ポンプ６２を作動させるためのバルク給送制御機能２１２などの、一以上の機能を含む。静電コーティング・システムの場合、制御システム２０４は、通常、電力・ガン制御機能２１４をさらに含む。これらのすべてのシステム制御機能は当技術分野ではよく知られている。
【００３１】
さらに、本明細書の本発明のうちの１つによると、制御回路２０４は、レベル・センサ５４からのバルク給送制御入力信号２１６を含んでいてよい。この信号は、ホッパ１０に入れる粉末の要求を指示するのに使用され得る。粉末を加える必要がある場合、給送制御装置２１２が、移送空気を使用して入口管１１６を介してバルク供給物６０からホッパ１０内へと粉末を移動させることができるバルク供給ポンプ６２を制御ライン２１３を介して起動させる。給送制御装置２１２（あるいは、必要に応じて別の制御回路または機能）がベントポンプ２８の動作を制御するのに使用されてもよい。上述したように、ベンチュリ・タイプのベントポンプの場合、ベントポンプ２８によって引き出される空気流れまたは吸引力は、ポンプ入口３０に到達する空気流によって制御され得る。給送制御装置２１２は制御弁２２０を作動させるのにベントポンプ制御信号２１８を使用することができる。制御弁２２０は、２つの異なる圧力または空気流量２２２をベントポンプ入口３０まで送るのに使用され得る。粉末がホッパ１０に加えられない場合、ベントポンプ２８は例えば３から４ｃｆｍ（毎分０．０８から０．１１立方メートル）といったような低いすなわち低速の吸引率で作動されてよい。この低い吸引力は、ホッパ１０内を負圧に維持するために流動化空気を除去するのに使用される。しかし、粉末が加えられる場合、流動化空気に加えて、給送ポンプ６２からの粉末給送物に移送空気が加えられる。したがって、給送制御装置２１２は、吸引力を例えば７から８ｃｆｍ（毎分０．２０から０．２３立方メートル）まで増加させるためにベントポンプ入口３０に到達する空気流２２２を増加させるように制御弁２２０を切り換えるのに使用されてよい。任意の所与のシステムのための通気用吸引力の量は、流動化空気の流量および粉末をポンプ６２からホッパ１０まで移送するための空気の流量に部分的に依存する。ベントポンプ２８に到達する空気流が増加すると、粉末を加えるときにホッパ１０からより多くの空気を引き出すためのベントポンプ２８の吸引力が増大される。粉末の給送が停止されると、ベントポンプ２８は低速の吸引率に戻されてよい。
【００３２】
粉末をホッパ１０に加えるときに必要とされる増加される通気用吸引力の大きさ、さらには、粉末が加えられないときに必要となる低速の吸引力は、限定しないが、流動化空気の量、ホッパのサイズ、密度および粒度などの粉末材料の特性、移送空気の量、ならびにホッパ入る給送率などを含めた多くの要因の関数となる。したがって、各々のセットアップにおいて、必要とされる低速の吸引力および増加される吸引力は、経験的に決定され得、セットアップ手順の一部として通気制御システム２０４に予め設定され得る。
【００３３】
別の方法として、例えばカバー２６の付近などのホッパ１０の内部圧力を監視する圧力センサ（図示せず）が、粉末を加えるときおよび粉末を加えないときのホッパの内部圧力を所望される通りに維持することを目的として閉ループの圧力フィードバック制御装置を形成するのに使用されてよい。圧力センサのフィードバック信号は、流動化空気の流れまたはベントポンプ２８の吸引力のいずれかあるいはそれらの両方を制御するのに使用されてよい。さらに別の代替形態として、圧力データを確認できるようにして、流動化空気の流れまたはベントポンプの吸引力あるいはその両方を制御するために手動の調整が行われてもよい。
【００３４】
図１０および１１Ａを参照すると、その使用が必須ではないが、本明細書で上述したホッパの概念と共に使用され得る静電スプレー・ガン２５０の例示の実施形態が示されている。非静電的なスプレー・ガンが使用されてもよい。したがって、ここでは、スプレー・ガン２５０は図５のコーティング材料塗布装置２０２に一致していてよい。スプレー・ガン２５０は、粉末給送ホース２５６を受ける粉末入口端部２５４を有するメイン・ガン・ハウジング２５２を含んでいてよい。給送ホース２５６は、反対側の端部において、例えば図１の給送ポンプ３４といったような給送ポンプの出口に接続される。給送ホース２５６は、ここでは、例えば図５の実施形態の給送ホース４２に一致していてよい。ガン・ハウジング２５２はランス組立体２５８に接続されるように適合される。ランク組立体２５８をメイン・ハウジング２５２に固定するのにナット２５３が使用されてよい。スプレー・ガン２５０は長い管状容器の内部を噴射するのによく適しているが、必要に応じて別の容器に使用されてもよい。ランス２５８はその遠位端にノズル２６０を含む。図１０に示されるスプレー・ガンはバー・マウント・スタイルのガンであり、当技術分野でよく知られているガン用の支持構造体（図示せず）に付随するバーにスプレー・ガン２５０を取り付けるためのバー・マウント組立体２６２を含む。別の方法として、スプレー・ガンはチューブ・マウント・スタイルのガンであってもよく、その場合、メイン・ガン・ハウジング２５２は、スプレー・ガンの支持構造体に付随する管状部材によって支持されてよい。手動のスプレー・ガンが使用されてもよい。
【００３５】
図１２を参照すると、メイン・ハウジング２５２が、内側の高電圧乗算器組立体２６４を囲んでいる。乗算器組立体２６４は、抵抗・導体組立体２６８によって電極組立体２７０（図１５）に電気的に接続される出口２６６を含む。乗算器２６４は、ノズル２６０を通って外に出る粉末コーティング粒子を静電的に帯電させるために帯電用電極チップ２７２（図５にも示される）に印加される高電圧出力を生成する。
【００３６】
給送ホース２５６はメイン・ハウジング内へと延在しており、ランス組立体２５８の一部分として設けられてよい粉末管２７６のかかりつき端部２７４上に嵌合される。必須ではないが好適には、粉末管２７６の内径は、遡って給送ポンプ出口まで延在する給送ホース２５６の内径とほぼ同じである。粉末管２７６は、ランス組立体２５８を通って電極組立体ホルダ２７８（図１５）まで延在する。
【００３７】
図１３から１５を参照すると、電極組立体２７０は、第１の接触ばね２８２を有する第１の電極線２８０を含むことができ、この第１の電極ワイヤは電極ホルダ２７８内の孔２８４を通過しており、導電性シール部材２９５と電気的接触をなす遠位端２８０ａを有する。シール部材２９５は、第１の電極線２８０と、電極チップ２７２で終端する第２の電極線２８７に電気的に接触している第２の電極接触ばね２８６との間で軸方向に圧縮される。電極２７２はノズル２６０内の孔２８８を通過しており、したがって、この電極チップは、好適には、ノズル・フェース２９０のすぐ前方のノズルの中央に位置されてよい。電極ホルダ２７８は、粉末管２７６（図１５）の前方側の端部を受ける孔２７８ａを含んでいてよい。
【００３８】
ノズル２６０は、例えば一以上の任意選択の溝２９２といったような、ノズル情報に関連する記号すなわち印を含むことができる。これらの溝２９２（図１３から１５では１つの溝が示されている）は、粉末流れ通路の数、通路の角度、直径、および関連する別の情報などのノズルの種類を示すことができる。溝は、その数に加えて、追加の情報を提供するために着色されてもよい。形状、サイズ、および色の組合せと併せて、例えば隆起したリングなどを含めた、溝以外の多くの異なる形状が別の方法として使用されてもよい。
【００３９】
帯電用電極の第１の接触ばね２８２は、抵抗・導体組立体２６８（図１２）と電気的接触をなす接触端部を有する。別の方法として、塗布装置２５０は非静電的なデバイスとして構成されてもよい。
【００４０】
好適には、電極チップ２７２は、粉末コーティング材料噴射パターンのほぼ中心にくるようにノズル２６０から出る。帯電用電極２８７はノズル２６０の外側部分を通過して粉末流れ通路（２９６）の中央領域で終端してよく、あるいは別の方法として、例えばノズルの中心を通って真っ直ぐに延在してもよい。またさらに、帯電用電極はノズル２６０の外側周囲部に沿ったリブ（図示せず）を通って延在してもよい。
【００４１】
ノズル２６０は、その中に複数の粉末コーティング材料流れ通路２９６が形成されたメイン・ノズル本体２９４を含むことができる。ノズル本体２９４は、図１５に示されるプレス嵌めなどの任意適当な構成によって電極ホルダ２７８に取り付けられてよい。大気中に逃げないようにさらには電極孔２８８を下って流れないように粉末コーティング材料を収容するのに、ｏリング２９５などの適当なシールが使用されてよい。流れ通路２９６は必須ではないが好適には互いに分離している。図１５の断面の向きのために流れ通路２９６は１つのみ示されているが、一部の用途ではわずかに２個の流れ通路２９６が使用される場合もある。任意の数の複数の流れ通路２９６が使用されてよく、特に長く狭い容器の内部をコーティングするためには、一例として、３個から最大で１２個のこのような通路が良好に機能することが分かっている。図１３から１５の実施形態は１２個の流れ通路２９６の使用法を示している。図１５の例示の実施形態では、流れ通路２９６は、ノズル２６０の長手方向の中心軸Ｙを基準とした半角である角度αで分岐しているが、本明細書で後で説明されるように、流れ通路２９６は図１６Ａから１６Ｕで示されるようなより複雑な構成をとることもできる。一部の用途では、角度αはゼロ度であってもよく、すなわち、流れ通路２９６は軸Ｙに平行に延在してもよい。
【００４２】
流れ通路２９６は、円錐形チップ４００の底面の周りの内側表面２９８から延在している。円錐形チップ４００は、ノズル２６０内へと流れ込んで複数の流れ通路２９６を通過する粉末コーティング材料を均等に分布させるのを補助するために軸方向において後方へと延在する。軸Ｙを基準とした半角である円錐の角度βは角度αと等しくても異なっていてもよい。角度αの必須ではないが適切な範囲は約０°から約２０°であり、これは、コーティング処理のために２つ以上のノズルが使用されるか否かに加えて、部分的に、コーティングされる容器の内径によって決定される。角度βの必須ではないが適切な範囲は約１０°から約１５°であり、これらの図面では１５°で示されている。
【００４３】
ノズル２６０および流れ通路２９６を使用することにより、粉末噴射パターンが従来のノズル・デザインで達成されるよりも均等に分散される。したがって、複数の分離した粉末流れ通路２９６を備えるノズル２６０により、端部が開いているまたは閉じている容器をコーティングするのに塗布装置２５０を使用することが容易になり、容器はコーティング処理中に回転方向において静止していてよい。「回転方向において静止している」というのは、コーティング処理中に、粉末コーティング材料塗布装置２５０の例えばノズル２９６とコーティングされる容器との間に相対的な回転がないことを意味する。より特定の実施例では、容器自体を回転させる必要がなくコーティングさえ得る。また、分離した複数の流れ通路を使用することによりフィルムの厚さがより均等になる。別の方法として、必要に応じて缶またはノズルを回転させることが採用されてもよい。
【００４４】
静電式の実施形態の場合、帯電用電極チップ２７２を噴射パターンのほぼ中心に配置することにより粉末粒子の帯電が改善され、特に、複数の分離した流れ通路２９６を備えるノズル２６０を使用することにより噴射パターン内での粉末の分布がより均等になる。
【００４５】
例示の実施形態の各流れ通路２９６は円形断面を有し、その直径は各流れ通路の全長にわたって一定である。しかし、このような幾何形状は必須ではなく、特定の噴射パターンおよび流れ速度などを達成するために必要に応じて変更されてもよい。例えば、流れ通路は別の方法として変化する直径を有してもよく、または、円形以外の断面形状を有してもよい。分離した流れ通路２９６はノズル２６０の端面で開いており（以下の実施例を参照）、開口部は好適にはノズルの長手方向軸を中心に均等に離間される。やはり必須ではないがさらに好適には、流れ通路の全断面積が、ノズル２６０のすぐ上流側のノズルの入口の流れ通路４０２の断面積と少なくとも等しいかそれより大きい。ノズルの入口の流れ通路４０２の断面積は、必須ではないが好適には、粉末管２７６の内径の断面積とほぼ等しく、その結果、給送ポンプ３４の出口から延在する粉末流れ経路の断面積がノズル２６０全体を通して概して一定となる。
【００４６】
図１６Ａから１６Ｕは、特に複数の分離した粉末流れ通路３０２の構成における、多種多様なノズル３００のデザインを示している。これらの変形形態は、種々の角度および方向の粉末流れを含み、端部パターンの構成が異なっており、ここでは、流れ通路はノズルの端面３０４で開いている。例えば、図１６Ａから１６Ｊは分岐した角度を示しており、ここでは、分離した通路のうちの種々の通路が、ノズルの長手方向の中心軸Ｙを基準にして等しい角度または異なる角度を有していてよい。例示の角度は、主要な粉末通路のＹ軸を基準にして約３度から約１８度の範囲内であってよい。通路は、例えば２ミリメートルといった均一の直径を有していてよい。また、図１６Ａから１６Ｕのすべての実施形態では、帯電用電極３０６はノズル本体３０８の径方向外側部分から延在しているが、停電用電極チップ３１０は必須ではないが好適には噴射パターンのほぼ中央領域に配置されることに留意されたい。
【００４７】
図１６Ｋから１６Ｏ、１６Ｔ、および１６Ｕは、３１４（例えば図１６Ｌを参照されたい（見やすいように図１６Ｌにのみ記載））に沿うように分岐する前の流れ通路が直線部分３１２を含んでいてよいような、すなわち、流れ通路が中心軸Ｙと概して平行であるすなわちゼロ度であるような、複合流れ通路の実施例を示している。やはり、特定の端面パターンを選択することができるように、ノズル内の種々の分岐した流れ通路に対して異なる分岐角度が使用されてよい。また、これらの例示のデザインの一部は、ノズル端面内に中央円錐または別の隆起部分３１６を含むことに留意されたい。別の実施形態では、端面３１８（例えば、図１６Ｏを参照）は隆起したドーム形状を有しいてよく、または、必要に応じて別の外形を有してもよい。図１６Ａから１６Ｊの実施形態および別の実施形態では、例えば、端面３０４は平坦である。すべての実施形態では、流れ通路３０２の端面幾何形状および端面パターンを含めたこれらの特徴は、ノズル３００からの特定の噴射パターン効果に影響を与えるのに使用され得る。
【００４８】
図１６Ｐから１６Ｒは、流れ通路３２０が軸方向のみでなく径方向にも分岐した実施形態を示しており、互いに交差した外観すなわちねじれ構成（例えば図１６Ｑを参照）を有する。このような構成は、例えば、噴射パターンに渦効果をもたらすのに使用され得る。図１６Ｓに示されるさらに別の代替形態として、流れ通路は、中心軸Ｙから離れるように分岐する第１の部分３２２とおよび軸Ｙに向かって戻るように集束する第２の部分３２４とを含むことができる。
【００４９】
本明細書で開示される器具を用いてコーティングされ得る典型的な管形状の容器Ｃの実施例が図１１Ａに仮想線で示されており、容器をコーティングするためのシステムが図１１Ｂに示されている。図１１Ａを参照すると、典型的な管形状の容器Ｃは、例えば、ヘアスプレー用のエアロゾル缶または金属の水筒であってよい。適切な容器は、軸方向長さが容器の直径の約３倍であってよく、一般的な直径の範囲は約０．５インチ（１．２７センチメートル）以上であり、長さは約１．５インチ（３．８１センチメートル）以上であり、２つの例を挙げると、エアロゾル缶の場合、一般的な直径の範囲は約１インチ（２．５４センチメートル）であり、長さは約３インチ（７．６センチメートル）から約６インチ（１５．２センチメートル）以上であり、金属の水筒の場合、直径は約２インチ（５．０８センチメートル）で長さは約６インチ（１５．２センチメートル）から１２インチ（３０．５センチメートル）である。しかし、これらの寸法は単に例示的な数字であること意図しており、本発明の使用を限定することを意図しない。ノズル２６０が容器の内部にしっかり位置されるように、ランス２５８が十分に細長い形状であってよいことに留意されたい。ランス２５８の長さは、異なる長さおよび内径の容器に対応するために必要に応じて変更される。静穏区画から粉末がホッパの外へ吸引されるような静穏区画を有するホッパ１０の組合では、粉末が、スプレー・ガン２５２に運ばれて、ノズルの長手方向軸を中心に均等に配置されてノズルの端面３０４上で開いている複数の分離した粉末コーティング材料流れ通路２９６を有するノズル２６０の外へ出ることにより、コーティング処理中にノズル２６０に対して容器を回転させる必要が一切なく、容器Ｃの内側表面を非常に効率的にコーティングすることが可能となる。したがって、この器具は本開示の別の方法を実施するのに使用され得、ここでは、流動化粉末コーティング材料は、粉末コーティング材料ホッパの静穏区画から引き出され、スプレー・ガンへと運ばれ、複数の流れ通路を有するノズルの外へ出され、細長い管状の容器の内側表面をコーティングする。この方法の代替の実施形態では、コーティング処理は、スプレー・ガンのノズルと容器の表面との間での相対的な回転を用いて実施されてよい。別の実施形態では、粉末は、ホッパの、静穏区画の外側の環状領域に供給され、粉末コーティング材料はポンプ作用によりこの環状領域から外へ吸引される。別の代替の実施形態では、粉末は、ホッパの、バッフルによりバッフルの外側の環状の静穏区画から分離された中央領域に供給され、粉末コーティング材料はポンプ作用により静穏区画の外へ吸引される。
【００５０】
図１１Ｂを参照すると、この実施形態のホッパ１０は、ホース４００を介したポンプ３４を通してスプレー・ガン２５２に粉末を供給する。スプレー・ガン２５２は、ガン２５２のランス２５８を容器Ｃに出し入れするように往復運動させるためのレシプロケータ４０２上に設置されてよい。容器Ｃは、容器をスプレー・ガン２５２の前方の位置まで割り出しするスター・ホイール４０４に取り付けられる。通常、容器Ｃは真空チャックによってスター・ホイール４０４に接するように保持され、コーティングの前に容器Ｃをスター・ホイールに装着してさらにコーティングの後に容器Ｃをスター・ホイールから取り外すのに従来の装置が使用される。スプレーしぶき収集フード４０６が、容器Ｃに付着しなかったいかなる粉末コーティング材料も回収するための粉末スプレーしぶき収集システム４０８に接続される。スプレーしぶき収集システム４０８は従来のタイプのシステムであってよく、移送空気に含まれる粉末をフード４０６から引き出してそれらの粉末をフィルター・カートリッジ（図示せず）の外側まで運ぶためのファンなどの真空源４１０を例えば含む。フィルター・カートリッジでは、粉末が移送空気と一般に周期的にカートリッジから分離されるようなパルスが与えられた逆流空気とから分離されて、収集システム４０８の底部においてホッパ（図示せず）に収集される。移送空気がスプレーしぶき収集システム４０８から排出される前に、最後のフィルターすなわち後続のフィルター４１２がフィルター・カートリッジを通過するいかなる残留粉末も捕集する。
【００５１】
発明性のある態様を例示の実施形態を参照して説明してきた。本明細書を読んで理解することにより他者にも修正形態および変更形態が想起されるであろう。添付の特許請求の範囲内またはその均等物内にある限りにおいて、このような修正形態および変更形態のすべてを包含することを意図する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末コーティング材料のためのホッパであって、
ホッパ本体と、
前記ホッパ本体の上側端部のところにあるカバーと、
前記ホッパ本体の下側端部のところにある流動化ベッドと、
前記ホッパ本体の内部にあり前記流動化ベッドに向かって延在するバッフルと、
前記ホッパ本体内に粉末を給送するために配置される少なくとも１つの粉末入口であって、前記バッフルは、粉末が前記ホッパに加えられるときに流動化粉末のための低乱流ゾーンを形成するような少なくとも１つの粉末入口と、
前記低乱流ゾーンから粉末を除去するための粉末出口と
を有することを特徴とするホッパ。
【請求項２】
請求項１に記載のホッパであって、
前記ホッパ本体の外側表面に配置されるバイブレータを有することを特徴とするホッパ。
【請求項３】
請求項１に記載のホッパであって、
前記ホッパ本体が円筒を有し、前記バッフルが、前記ホッパ本体と前記バッフルとの間に環状領域を形成するために前記ホッパ本体の直径より小さい直径の円筒を有し、前記粉末入口が前記環状領域内に配置されることを特徴とするホッパ。
【請求項４】
請求項３に記載のホッパであって、
下側の間隙が前記バッフルの底部と前記流動化ベッドとの間に設けられ、上側の間隙が前記バッフルと前記カバーとの間に設けられることを特徴とするホッパ。
【請求項５】
請求項４に記載のホッパであって、
前記粉末入口が前記下側の間隙の上方に配置されることを特徴とするホッパ。
【請求項６】
請求項１に記載のホッパであって、
前記流動化ベッドの上方に密接して配置される撹拌機を有し、前記撹拌機が前記低乱流ゾーン内で流動化粉末を撹拌するように動作可能であることを特徴とするホッパ。
【請求項７】
請求項３に記載のホッパであって、
前記ホッパ内に配置される撹拌機を有し、前記撹拌機が前記低乱流ゾーンおよび前記環状領域で流動化粉末を撹拌するように動作可能であることを特徴とするホッパ。
【請求項８】
請求項１に記載のホッパであって、
粉末スプレー・ガンと、前記低乱流ゾーンから前記スプレー・ガンまで粉末を引き出すポンプと組み合わされたことを特徴とするホッパ。
【請求項９】
請求項８に記載の組合せであって、
前記スプレー・ガンがノズルを有し、前記ノズルが、前記ノズルの長手方向軸の周りに配置される複数の分離した流れ通路を有することを特徴とする組合せ。
【請求項１０】
請求項９に記載の組合せであって、
前記スプレー・ガンが電極を有し、前記電極が前記ノズルの長手方向軸に沿って前記ノズルを通って延在することを特徴とする組合せ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の組合せであって、
前記分離した流れ通路が、前記ノズルの出口端部から延在する前記電極の先端の周りに均等に配置されることを特徴とする組合せ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の組合せであって、
前記分離した流れ通路が円形断面を有することを特徴とする組合せ。
【請求項１３】
請求項１に記載のホッパであって、
前記カバー上に配置され、前記バッフル内の前記低乱流領域内へと延在する吸引管に結合される少なくとも１つのポンプを有することを特徴とするホッパ。
【請求項１４】
請求項１に記載のホッパであって、
前記カバー上に配置されて前記ホッパ本体の内部容積に流体連通される少なくとも１つのベントポンプを有し、前記ベントポンプが前記ホッパ内に蓄積された圧力を低下させるように動作可能であることを特徴とするホッパ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のホッパであって、
前記ベントポンプが前記ホッパ内を負圧に維持することを特徴とするホッパ。
【請求項１６】
請求項７に記載のホッパであって、
前記撹拌機を回転させる空気圧モータを有することを特徴とするホッパ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のホッパであって、
前記カバーが前記ホッパ本体から分離されているときに前記空気圧モータを停止させるスイッチを有することを特徴とするホッパ。
【請求項１８】
請求項１５に記載のホッパであって、
前記ベントポンプが、前記ホッパから流動化空気を引き出すことによって前記負圧を維持するように第１の吸引力で動作しさらに粉末が前記ホッパに加えられる時間の間、前記負圧を維持するように第２の吸引力で動作することを特徴とするホッパ。
【請求項１９】
請求項１に記載のホッパであって、
前記カバーから前記バッフルと前記ホッパ本体との間のゾーン内へと下方に延在する少なくとも１つの粉末入口管を有し、前記粉末入口管が、前記粉末を下方向への円運動により前記容積内に入れる湾曲部分を有することを特徴とするホッパ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のホッパであって、
前記撹拌機が、粉末材料が前記バッフルと前記ホッパ本体との間の容積内に供給されるときの方向と同じ方向に回転することを特徴とするホッパ。
【請求項２１】
請求項１に記載のホッパであって、
前記低乱流ゾーンが前記バッフルと前記ホッパ本体との間にあることを特徴とするホッパ。
【請求項２２】
請求項１５に記載のホッパであって、
粉末が前記ホッパに加えられる必要がある時間を検出するレベル・センサと、前記レベル・センサから信号を受け取って前記ホッパに粉末を加えるために粉末供給ポンプを起動させる制御回路とを有し、前記制御回路がさらに、粉末が前記ホッパに加えられるときに前記ベントポンプをさらに高い吸引力で動作させるように制御することを特徴とするホッパ。
【請求項２３】
請求項１５に記載のホッパであって、
前記負圧が約３インチ水銀柱未満の範囲であることを特徴とするホッパ。
【請求項２４】
内部容積を有する粉末供給ホッパを作動させるための方法であって、
前記容積内にある粉末の供給物に流動化空気を加えるステップと、
前記容積内を負圧に維持するために前記容積から流動化空気を通気させるステップと、
前記容積に粉末を加えるステップと、
粉末が前記容積に加えられている間に前記負圧を維持するために、前記容積から通気される空気の量を増加させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記負圧が約３水銀インチ未満の範囲であることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法であって、
前記容積から空気を通気させるのに吸引力が使用され、前記容積内の流動化粉末に高さに基づいて前記容積に粉末が加えられる必要がある時間を検出するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法であって、加えられる粉末が移送空気を含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
管状の容器の内側表面に粉末コーティング材料を塗布するための方法であって、
粉末コーティング材料ホッパ内の粉末コーティング材料を流動化するステップと、
前記粉末コーティング材料ホッパ内の静穏区画領域から流動化粉末コーティング材料を吸引するステップと、
細長い管状の容器の内側表面をコーティングするために、前記流動化粉末を前記ホッパからスプレー・ガンまで、および前記スプレー・ガンのノズルの外まで運ぶステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法であって、コーティング処理が静電的に実施されることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法であって、
前記静穏区画領域の周りの前記ホッパ内の環状領域に粉末コーティング材料を加えるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２８に記載の方法であって、
コーティング処理が前記容器と前記ノズルとの間での相対的な回転なしに実施されることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２８に記載の方法であって、
コーティング処理が、端部が開いているまたは閉じている容器内に部分的に挿入されるのに適合されたノズルを使用して実施され、前記ノズルが、前記ノズルの長手方向軸を中心に配置される複数の分離した流れ通路を有し、コーティング処理中に、粉末が前記流れ通路を通って流れて前記容器の内部をコーティングすることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項２８に記載の方法であって、
前記ホッパが底面を有し、前記静穏区画領域が内側環状壁内に収容され、前記内側環状壁が前記ホッパ内に収容され、前記ホッパの前記底面の上方に位置される底縁部を有することを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項２８に記載の方法であって、
前記ホッパが、外壁と、前記外壁と前記内側環状壁との間に位置される環状領域とを有し、前記環状領域に粉末コーティング材料を加えるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１】
粉末コーティング材料のためのホッパであって、
ホッパ本体と、
前記ホッパ本体の上側端部のところにあるカバーと、
前記ホッパ本体の下側端部のところにある流動化ベッドと、
前記ホッパ本体の内部にあり前記流動化ベッドに向かって延在するバッフルと、
前記ホッパ本体内に粉末を給送するために配置される少なくとも１つの粉末入口であって、前記バッフルは、粉末が前記ホッパに加えられるときに流動化粉末のための低乱流ゾーンを形成するような少なくとも１つの粉末入口と、
前記低乱流ゾーンから粉末を除去するための粉末出口と
を有することを特徴とするホッパ。
【請求項２】
請求項１に記載のホッパであって、
前記ホッパ本体の外側表面に配置されるバイブレータを有することを特徴とするホッパ。
【請求項３】
請求項１に記載のホッパであって、
前記ホッパ本体が円筒を有し、前記バッフルが、前記ホッパ本体と前記バッフルとの間に環状領域を形成するために前記ホッパ本体の直径より小さい直径の円筒を有し、前記粉末入口が前記環状領域内に配置されることを特徴とするホッパ。
【請求項４】
請求項３に記載のホッパであって、
下側の間隙が前記バッフルの底部と前記流動化ベッドとの間に設けられ、上側の間隙が前記バッフルと前記カバーとの間に設けられることを特徴とするホッパ。
【請求項５】
請求項４に記載のホッパであって、
前記粉末入口が前記下側の間隙の上方に配置されることを特徴とするホッパ。
【請求項６】
請求項１に記載のホッパであって、
前記流動化ベッドの上方に密接して配置される撹拌機を有し、前記撹拌機が前記低乱流ゾーン内で流動化粉末を撹拌するように動作可能であることを特徴とするホッパ。
【請求項７】
請求項３に記載のホッパであって、
前記ホッパ内に配置される撹拌機を有し、前記撹拌機が前記低乱流ゾーンおよび前記環状領域で流動化粉末を撹拌するように動作可能であることを特徴とするホッパ。
【請求項８】
請求項１に記載のホッパであって、
粉末スプレー・ガンと、前記低乱流ゾーンから前記スプレー・ガンまで粉末を引き出すポンプと組み合わされたことを特徴とするホッパ。
【請求項９】
請求項８に記載の組合せであって、
前記スプレー・ガンがノズルを有し、前記ノズルが、前記ノズルの長手方向軸の周りに配置される複数の分離した流れ通路を有することを特徴とする組合せ。
【請求項１０】
請求項９に記載の組合せであって、
前記スプレー・ガンが電極を有し、前記電極が前記ノズルの長手方向軸に沿って前記ノズルを通って延在することを特徴とする組合せ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の組合せであって、
前記分離した流れ通路が、前記ノズルの出口端部から延在する前記電極の先端の周りに均等に配置されることを特徴とする組合せ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の組合せであって、
前記分離した流れ通路が円形断面を有することを特徴とする組合せ。
【請求項１３】
請求項１に記載のホッパであって、
前記カバー上に配置され、前記バッフル内の前記低乱流領域内へと延在する吸引管に結合される少なくとも１つのポンプを有することを特徴とするホッパ。
【請求項１４】
請求項１に記載のホッパであって、
前記カバー上に配置されて前記ホッパ本体の内部容積に流体連通される少なくとも１つのベントポンプを有し、前記ベントポンプが前記ホッパ内に蓄積された圧力を低下させるように動作可能であることを特徴とするホッパ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のホッパであって、
前記ベントポンプが前記ホッパ内を負圧に維持することを特徴とするホッパ。
【請求項１６】
請求項７に記載のホッパであって、
前記撹拌機を回転させる空気圧モータを有することを特徴とするホッパ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のホッパであって、
前記カバーが前記ホッパ本体から分離されているときに前記空気圧モータを停止させるスイッチを有することを特徴とするホッパ。
【請求項１８】
請求項１５に記載のホッパであって、
前記ベントポンプが、前記ホッパから流動化空気を引き出すことによって前記負圧を維持するように第１の吸引力で動作しさらに粉末が前記ホッパに加えられる時間の間、前記負圧を維持するように第２の吸引力で動作することを特徴とするホッパ。
【請求項１９】
請求項１に記載のホッパであって、
前記カバーから前記バッフルと前記ホッパ本体との間のゾーン内へと下方に延在する少なくとも１つの粉末入口管を有し、前記粉末入口管が、前記粉末を下方向への円運動により前記容積内に入れる湾曲部分を有することを特徴とするホッパ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のホッパであって、
前記撹拌機が、粉末材料が前記バッフルと前記ホッパ本体との間の容積内に供給されるときの方向と同じ方向に回転することを特徴とするホッパ。
【請求項２１】
請求項１に記載のホッパであって、
前記低乱流ゾーンが前記バッフルと前記ホッパ本体との間にあることを特徴とするホッパ。
【請求項２２】
請求項１５に記載のホッパであって、
粉末が前記ホッパに加えられる必要がある時間を検出するレベル・センサと、前記レベル・センサから信号を受け取って前記ホッパに粉末を加えるために粉末供給ポンプを起動させる制御回路とを有し、前記制御回路がさらに、粉末が前記ホッパに加えられるときに前記ベントポンプをさらに高い吸引力で動作させるように制御することを特徴とするホッパ。
【請求項２３】
請求項１５に記載のホッパであって、
前記負圧が約３インチ水銀柱未満の範囲であることを特徴とするホッパ。
【請求項２４】
内部容積を有する粉末供給ホッパを作動させるための方法であって、
前記容積内にある粉末の供給物に流動化空気を加えるステップと、
前記容積内を負圧に維持するために前記容積から流動化空気を通気させるステップと、
前記容積に粉末を加えるステップと、
粉末が前記容積に加えられている間に前記負圧を維持するために、前記容積から通気される空気の量を増加させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記負圧が約３水銀インチ未満の範囲であることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法であって、
前記容積から空気を通気させるのに吸引力が使用され、前記容積内の流動化粉末に高さに基づいて前記容積に粉末が加えられる必要がある時間を検出するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法であって、加えられる粉末が移送空気を含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
管状の容器の内側表面に粉末コーティング材料を塗布するための方法であって、
粉末コーティング材料ホッパ内の粉末コーティング材料を流動化するステップと、
前記粉末コーティング材料ホッパ内の静穏区画領域から流動化粉末コーティング材料を吸引するステップと、
細長い管状の容器の内側表面をコーティングするために、前記流動化粉末を前記ホッパからスプレー・ガンまで、および前記スプレー・ガンのノズルの外まで運ぶステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法であって、コーティング処理が静電的に実施されることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法であって、
前記静穏区画領域の周りの前記ホッパ内の環状領域に粉末コーティング材料を加えるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２８に記載の方法であって、
コーティング処理が前記容器と前記ノズルとの間での相対的な回転なしに実施されることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２８に記載の方法であって、
コーティング処理が、端部が開いているまたは閉じている容器内に部分的に挿入されるのに適合されたノズルを使用して実施され、前記ノズルが、前記ノズルの長手方向軸を中心に配置される複数の分離した流れ通路を有し、コーティング処理中に、粉末が前記流れ通路を通って流れて前記容器の内部をコーティングすることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項２８に記載の方法であって、
前記ホッパが底面を有し、前記静穏区画領域が内側環状壁内に収容され、前記内側環状壁が前記ホッパ内に収容され、前記ホッパの前記底面の上方に位置される底縁部を有することを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項２８に記載の方法であって、
前記ホッパが、外壁と、前記外壁と前記内側環状壁との間に位置される環状領域とを有し、前記環状領域に粉末コーティング材料を加えるステップを含むことを特徴とする方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１６Ｅ】
【図１６Ｆ】
【図１６Ｇ】
【図１６Ｈ】
【図１６Ｉ】
【図１６Ｊ】
【図１６Ｋ】
【図１６Ｌ】
【図１６Ｍ】
【図１６Ｎ】
【図１６Ｏ】
【図１６Ｐ】
【図１６Ｑ】
【図１６Ｒ】
【図１６Ｓ】
【図１６Ｔ】
【図１６Ｕ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１６Ｅ】
【図１６Ｆ】
【図１６Ｇ】
【図１６Ｈ】
【図１６Ｉ】
【図１６Ｊ】
【図１６Ｋ】
【図１６Ｌ】
【図１６Ｍ】
【図１６Ｎ】
【図１６Ｏ】
【図１６Ｐ】
【図１６Ｑ】
【図１６Ｒ】
【図１６Ｓ】
【図１６Ｔ】
【図１６Ｕ】
【公表番号】特表２０１２−５１２０２６（Ｐ２０１２−５１２０２６Ａ）
【公表日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４２３７５（Ｐ２０１１−５４２３７５）
【出願日】平成２１年１２月１６日（２００９．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６８２３８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７７９３６
【国際公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（３９１０１９１２０）ノードソン コーポレーション (150)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＤＳＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１６日（２００９．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６８２３８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７７９３６
【国際公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（３９１０１９１２０）ノードソン コーポレーション (150)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＤＳＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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