JP5698143B2 - 被覆材料噴霧器 - Google Patents

Description

本発明は、被覆材料をスプレーするための回転噴霧器であり、被覆材料が霧状の形となるように空気を放出させるために、スプレー軸線の周囲に分散された放出チャネルを含む噴霧器に関するものである。

本発明において、「被覆材料」との語は、例えば塗料、着色料またはニスなどを物品に向かって噴射される液体形態のまたはパウダー形態のなんらかの材料を意味するよう使用されている。

特許文献１には、液体塗料を噴射するための回転噴霧器が開示されている。この回転噴霧器は、主内側部分と、主内側部分外にネジによって固定された側部分とを備える本体を有する。当該文献の回転噴霧器は、また、被覆材料を霧状化するための噴霧部材およびタービンを有している。この噴霧部材は、噴霧部材がタービンによって回転駆動されたときに霧状塗料を生じるような様式で本体の下端部に配置されている。本体には回転軸の周囲に均一に放出チャネルが設けられている。放出チャネルの機能は霧状塗料を生じるよう空気を放出することであり、この空気の噴出は一般に「シュラウド・エア(shroud air)」と呼ばれる。回転噴霧器はまた本体内に形成されかつ回転軸の周囲に延在する放出チャンバを有している。放出チャンバは各放出チャネルに連通している。放出チャンバの上流において放出チャンバに、ひいては放出チャネルに圧縮空気を供給するために本体に入ダクトが設けられている。

各放出チャネルの流動したシュラウド空気の流量が回転軸の周囲で均一に分散されていないことが観測される。単一の流入ダクトが管状放出チャンバに空気をもたらしている。この管状放出チャンバは、流入ダクトからの距離の増大とともに増大する頭損失をもたらす。こうした空気の流量の不均一な分散は制御されない場合に特に回転噴霧器が被覆される物品に対面するよう移動する間において被覆材料の噴出に、ひいては被覆される物品に付着された被覆材料の層の厚さに望ましくない非対称性をもたらす。

米国特許出願公開第4 776 520号明細書(US-A-4 776 520)

本発明の特有の課題として、限定された空気消費量で、例えばスプレー軸線の周囲のシュラウド空気の均一かつ対称的な拡散となる制御された拡散を実現する回転噴霧器を提供することによって、こうした欠点を解消することが挙げられる。

このため、本発明は、被覆材料噴霧器であって、
・内側部分と外側部分とを備える本体と、
・被覆材料を噴霧するための噴霧部材であって、霧状の被覆材料を生じるために本体の下流端部に配置され、スプレー軸線にその中心が合わせられている、噴霧器と、
・スプレー軸線の周囲に分散された流出チャネルであって、被覆材料に霧状の形を与えるように空気を放出する様式で本体にそれぞれ設けられている流出チャネルと、
・内側部分と外側部分との間に形成された少なくとも１つの放出チャンバであって、スプレー軸線の周囲に延在しておりかつ放出チャネルと連通している放出チャンバと、
・本体に設けられた少なくとも１つの流入ダクトであって、放出チャネルに空気を供給するよう設計された流入ダクトと、
を備えている。

上記噴霧器は、
・スプレー軸線に沿って並列された少なくとも２つの中間チャンバであって、それぞれが内側部分と外側部分との間に形成され、かつそれぞれがスプレー軸線の周囲に延在しており、ス１つの流入ダクトが連通している、軸線方向において噴霧部材から最も遠くにある中間チャンバと、
・内側部分と外側部分との間に形成された中間チャネルであって、中間チャネルのセットを介して２つの並列中間チャンバが相互接続されており、スプレー軸線の周囲に同じセットの中間チャネルが分散されるようになっている、中間チャネルと、
・軸線方向において噴霧部材にもっとも近接した中間チャンバと放出チャンバとの間に延在する放出ダクトであって、スプレー軸線の周囲に分散されている放出ダクトと、
をさらに備える。

本発明によれば、２つのチャンバおよび中間チャネルによって、スプレー軸線の周囲で、制御された様式で、流出チャンバへの空気の流量を拡散できるようになる。

本発明の付加的な特徴である他の利点によれば、以下の解決法または技術的に実現可能な組み合わせが得られる：
・放出ダクトの数と、噴霧部材に軸線方向において最も近接する２つの中間チャンバを相互接続するセットに属する中間チャネルの数との比率は、０.２５以上である。
・放出ダクトの数は４以上であり、好ましくは８以上である。
・同じセットに属する中間チャネルは、スプレー軸線の周囲に分散されており、かつ放出ダクトが軸の周囲に分散されている。
・中間チャンバの数は２から８の範囲内で設けられている。
・放出ダクトの数は４以上、好ましくは８であり、噴霧部材に軸線方向において最も近接する２つの中間チャンバを相互接続するセットに属する中間チャネルの数と、
軸線方向において噴霧部材から最も離れた２つの中間チャンバを相互接続するセットに属する中間チャネルとの比率は、１.５から１０であり、好ましくは２である。
・噴霧部材から軸線方向においてより遠くにある２つの中間チャンバを相互接続するセットに属する中間チャネルの総流動断面積は、噴霧部材に軸線方向においてより近接した２つの中間チャンバを相互接続するセットに属する中間チャネルの総流動断面積以下となっている。
・同じセットの中間チャネルは、実質的に互いに同等の各流動断面積を有しており、かつ放出ダクト実質的に互いに同等の各流動断面積を有している。
・放出ダクトの総流動断面積は、１つ以上の流入ダクトの総流動断面積に等しいかあるいはより大きく、放出ダクトの総流動断面積は、同じセットに属する中間チャンバの総流動断面積に等しいかあるいはより大きく、かつ、同じセットに属する中間チャネルの総流動断面積は、１つ以上の流入ダクトの総流動断面積に等しいか、あるいはより大きく。
・中間チャンバおよび放出チャンバは、それぞれ、スプレー軸線の周囲で円形に対称となる環形状である。
・各中間チャンバは管状溝によって構成されており、かつ各中間チャネルは、スプレー軸線に平行に延在するノッチによって構成されており、各溝および各ノッチは、内側部分および／または外側部分における各凹部によって形成されており、かつ外側部分および内側部分は、相補的な全体形状を有しており、それによって各凹部が全体的にカバーされる。
・同じセットに属する中間チャネルは、並列セットに属する中間チャネルに対してスプレー軸線の周囲で角度をつけて傾斜されたスプレー軸線の周囲で角度のあるポジションを占める。
・噴霧器は、スプレー軸線の周囲で回転可能に動作するよう取り付けられた少なくとも１つのリングをさらに備え、かつ中間チャネルのセットはこの可動リング内に形成される。
・各中間チャンバおよび各中間チャネルは、多孔質部分におけるキャビティによって形成される。

単に非限定的な例示としての以下の詳細な説明および図面を参照することで、本発明をより理解できるようになり、かつその利点も明らかとなる。

切頭形の本発明の回転噴霧器の第一実施形態の斜視図である。 図１とは異なる角度から見た噴霧器の拡大斜視図である。 図２とは異なる角度から見た、噴霧器の図２に示された部分の断面図である。 図２の平面IVにおける概略断面図である。 図２の平面Ｖにおける概略断面図である。 本発明の噴霧器の第二実施形態の、図４した類似の断面図である。 図６に示される噴霧器の、図５と類似した断面図である。

図１には、液状被覆材料をスプレーするための回転噴霧器が示される。この回転噴霧器は、被覆材料を霧状化するための噴霧部材を含んでおり、当該噴霧部材はその形状を考慮して以下では常に「ベルカップ」と称する。ベルカップ１は、本体５０の下流段部に配置されている。ベルカップ１は噴霧ポジションに配置されており、そこにおいて、ベルカップ１は、図１の一点鎖線で示されるケーシングを有する圧縮空気タービンＴを備える駆動手段によって軸線Ｘ_１の周囲で高速で回転して駆動される。それゆえ軸線Ｘ_１は、ベルカップ１のための回転の軸線を構成する。軸線Ｘ_１は噴霧器Ｐのためのスプレー軸線を形成する。

本体５０は固定されている、つまり軸線Ｘ_１の周囲で回転しない。本体５０は、図１では一点鎖線で示されている噴霧器Ｐのベース６０に取り付けられてもよく、かつ、それ自身が多軸ロボットアーム(図示せず)の手首部分に取り付けられるよう構成されている。本体５０は、内側部分２０と外側部分７０とを備える。外側部分７０は通常「遮壁」と称される。外側部分および内側部分２０は、互いに固定されている、つまりこれらは単一部分として一体的に形成されているか、あるいは、これらは別個の相互固定部分である。この例においては外側部分７０は、例えばネジ固定によって内側部分２０に固定される。外側部分７０の全体形状は、本体５０の下流端部に向かって収束する切頭バレットとなっている。

本件出願において、「内側」との形容詞は軸線Ｘ_１に対して相対的に近接する要素を示しており、一方で「外側」との形容詞は軸線Ｘ_１から相対的に遠くにある、または軸線Ｘ_１から離れた側に面する要素を示している。本件出願において、「近位」との語は、ベース６０に対して相対的に近くにある要素を示しており、これに対して、「遠位」との語はベース６０から離れた要素を意味している。

ベルカップ１は、凹形状を有しておりかつ軸線Ｘ_１の周囲で円形的に対称となっている。公知のように、ベルカップ１は被覆材料を微細な液滴となるよう霧状化することができる。液滴のすべてが、図１に一点鎖線で示された材料Ｊ_４２の霧を互いに形成し、それはベルカップ１から離れるように放出され、そして被覆される物品(図示せず)へ向かい、霧状化した材料Ｊ_４２は当該物品に作用する。

材料Ｊ_４２を霧状の形とするために、噴霧器Ｐは、軸線Ｘ_１の周囲に分散されかつ本体５０の下流端部をオリフィス４２内に開放さる放出チャネル４１を有する。作動時に、空気のジェットＪ_４２が、放出チャネル４１が延在する各オリフィス４２から放出される。空気のジェットＪ_４２は、材料Ｊ_１の霧状体に形状付けることができ、被覆される物品の方へ霧状体をガイドすることができる。各放出チャネル４１は本体５０内に、つまり内側部分２０または外側部分７０の中に設けられている。この例においては、各放出チャネル４１は、遠位部４０の下流部分を介して設けられる。実際には各放出チャネルは異なるように設けられてもよい。

圧縮空気を放出チャネル４１へもたらすために、内側部分２０と外側部分７０との間の、内側部分２０の下流端部において、放出チャンバ３２４が形成される。放出チャンバ３２４は、軸線Ｘ_１の周囲に延在する円形に対称の環形状であり、かつ放出チャネル４１のすぐ上流に設けられている。放出チャンバ３２４は、放出チャネル４１に連通している。

加えて、噴霧器Ｐは、空気が放出チャンバに供給されて放出チャネル４２に供給される様式で本体５０内に設けられた２つの流入ダクト２０１，２０２を有する。

本発明において「流入」、「放出」、「上流」および「下流」との語は、噴霧器Ｐとベース６０との間のインターフェース(そのインターフェースが上流の流入口を規定する)から下流放出口を規定する放出チャネル４２への、噴霧器Ｐを通る圧縮空気の通常の流れ方向に関連して使用される。

図２に示されるように、内側部分２０は、近位部２０３全体および遠位部２０４全体によって形成されており、近位部は軸線Ｘ_１の円形ベースを有する全体的なシリンダ形状となっており、かつ遠位部は、全体形状が切頭円錐形状となっておりかつ近位部２０３全体の大きさより全体的に小さなサイズとなっている。内側部分２０は、タービンＴを収容するための筒状部となっている。

本件出願において、「チャンバ」との語は、収容部分、つまり壁によって全体的に規定された中空空間を意味するよう使用されている。そうしたチャンバは、流体がチャンバの中へ流入することおよび流体がチャンバから流出することのそれぞれを可能にする開口を有する。

本件出願において、「相互接続する」、「接続する」および「連通する」との語は、液体連通に関して、特に圧縮された空気の連通を意味する、つまり、ガス状または液状の流体を２つ以上のポイントまたは部分の間で流動可能にするリンクを意味している。言い換えると、そうしたリンクは、直接的にまたは間接的にダクトによって、パイプによって、またはチャネルなどによって形成されてもよい。同様に、「相互接続」および「連通」などの名詞も流体の連通に関して使用される。

本件出願において、「供給」および「放出」との語は、流体の流動、特に圧縮空気の流動に関して使用される。

図１から図３に示されるように、流入ダクト２０１および２０２は、軸線Ｘ_１に沿って近位部２０３の厚さを通って延在している。流入ダクト２０１および２０２は、この例示においては、軸線Ｘ_１の周囲で直径の反対側に対向するようになっている。あるいは流入ダクトは、スプレー軸線の周囲で他の角度ポジションを占めるようになっている。上流においては、流入ダクト２０１は圧縮空気供給ダクト(図示せず)に接続されている。

図１および図２に示されるように、３つの中間チャンバ２１０，２３０および２５０が、近位部２０３においてかつ遠位部２０４と流入ダクト２０１および２０２との間において、軸線Ｘ_１に沿って並列配置されている。各中間チャンバ２１０，２３０および２５０は、軸線Ｘ_１の周囲でその全体形状が円形管状となっている。それゆえ、各中間チャンバ２１０，２３０および２５０は、軸線Ｘ_１の周囲に延在するようになっている。各中間チャンバ２１０，２３０および２５０は、内側部分２０と外側部分７０との間に形成されている。流入ダクト２０１は、ベルカップ１から軸線方向において最も離れた中間チャンバ２１０へと開放されている。

本件出願において、「軸線方向」、「半径方向」、「軸線方向において」および「半径方向において」との語は、回転噴霧器のベルカップの回転軸線である回転軸線Ｘ_１に関連して使用されている。

中間チャンバ２１０，２３０および２５０は互いに対して平行となっている。中間チャンバ２１０および２３０は、軸線Ｘ_１の周囲でその全体形状が円形管状である第１のリブ２２０によって区分されている。中間チャンバ２３０および２５０は、軸線Ｘ_１の周囲でその全体形状が円形管状である第２のリブ２４０によって区分されている。第１のリブ２２０の外径および第２のリブ２４０の外径は、近位部２０３の外径に対応し、かつ外側部分７０の内径に対応している。したがって、第１のリブ２２０の半径方向の外面および第２のリブ２４０の半径方向の外面は、外側部分の内側円筒状面に対向するようになり、それによって、それらの接触面が実質的に圧縮空気を遮断するようになる。

４つの中間チャネル２２１，２２２，２２３および２２４は第２のリブ２２０に設けられており、これらチャネルは図４および図５に示されており、かつそれらのうちの２つが図２および図３に示されている。これら４つの中間チャネル２２１ないし２２４は、中間チャンバ２１０から２３０の間において軸線Ｘ_１に対して平行に延在している。したがって、これら４つの中間チャネル２２１ないし２２４は、まず中間チャンバ２１０と開放され、として中間チャンバ２３０へと開放されている。特に、中間チャネルは、軸構成要素を有する方向に延在しており、当該方向をスプレー軸線に対して平行しないようにすることもできる。

同様に、８つの中間チャネル２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７および２４８が第２のリブ２４０に設けられており、これらチャネルが図４および図５に示されており、そのうちの４つが図２および図３に示されている。中間チャネル２４１ないし２４８は、中間チャンバ２３０および２５０の間で軸線Ｘ_１に対して平行に延在している。それゆえ各中間チャネル２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７または２４８は、中間チャンバ２３０にかつ中間チャンバ２５０に開放されている。

中間チャネル２２１ないし２２４は、中間チャネルの第１のセットを形成する。それゆえ中間チャンバ２１０および２３０は、中間チャネルの第１のセット(つまり中間チャネル２２１ないし２２４の第１のセット)を介して相互接続される。中間チャネル２４１ないし２４８は、中間チャネルの第２のセットを形成する。それゆえ中間チャンバ２３０および２５０は、中間チャネルの第２のセット(つまり中間チャネル２４１ないし２４８の第１のセット)を介して相互接続される。したがって、軸線Ｘ_１に沿って並置された２つの中間チャンバは、中間チャネルのセットを介して相互接続されている。

軸線方向においてベルカップに最も近接する中間チャンバ２３０および２５０を相互接続する第２のセットに属する中間チャネル２４１ないし２４８の数と、軸線方向においてベルカップから最も離れた中間チャンバ２１０および２３０を相互接続する第１のセットに属する中間チャネル２２１ないし２２４の数との比は、この例示においては中間チャネル２２１ないし２２４が４つありかつ中間チャネル２４１ないし２４８が８つあるため、２となっている。

特に、軸線方向においてベルカップに最も近接する中間チャンバと軸線方向においてベルカップから最も離れた中間チャンバとをそれぞれ相互連結するセットに属する中間チャネルの数の比は、１.５から１０の範囲にあり、好ましくは２である。

それぞれの中間チャネル２２１ないし２２４および中間チャネル２４１ないし２４８は、軸線Ｘ_１に平行に延在するノッチによって構成されている。これらノッチはそれぞれ、内側部分２０の外面における各凹部によって形成される。中間チャネル２２１ないし２２４および中間チャネル２４１ないし２４８は、を中間チャンバ２１０，２３０および２５０の間を空気が流動できるようにする。

各中間チャンバ２１０，２３０および２５０は、軸線Ｘ_１に対して交差する平面上に円形筒状部を有する溝によって構成されている。溝はそれぞれ内側部分２０の外面における各凹部によって形成されている。中間チャンバ２１０，２３０および２５０は、流入ダクト２０１と放出ダクト２６１，２６２，２６３，２６８＆後述する同等物との間で空気の流れを案内する。

外側部分７０は、内側部分２０の形状に相補的な全体形状を有している。外側部分および内側部分２０のこうした相補的な形状は、外側部分が内側部分２０における各凹部(つまり各中間チャンバ２１０，２３０または２５０)ならびに各中間チャネル２４１ないし２４８をすべてカバーするように規定されている。言い換えると、中間チャンバ２１０，２３０および２５０ならびに中間チャネル２２１ないし２２４および２４１ないし２４８は、内側部分２０と外側部分７０との間に形成されている。

加えて、図１ないし図５に示される第一実施形態において、回転噴霧器Ｐは８つの放出ダクトを有しており、そのうちの４つが図２および図３に参照番号２６１，２６２，２６３および２６８が付与されて示されている。図２において、各放出ダクト２６１，２６２，２６３，２６８または同等物は、放出チャンバ３２４と軸線方向においてベルカップ１に最も近接している中間チャンバ２５０との間において内側部分２０内に延在している。中間チャネル２２１ないし２２４および２４１ないし２４８のように、放出ダクト２６１，２６２，２６３，２６８＆同等物が軸線Ｘ_１の周囲に均一に分散されている。

図３において放出ダクト２６８に関してより詳細に示されるように、放出ダクト２６１，２６２，２６３，２６８または同等物は、半径方向部分２６８.１から、かつ遠位部２０４を通るよう設けられた軸線方向部分２６８.２から形成される。放出ダクト２６１，２６２，２６３，２６８＆同等物の半径方向部分および軸線方向部分は、円筒状でありかつ互いに同一の直径を有する。

参照番号４１のタイプの放出チャネルを通って流動する空気の流量を均一にするために、本体５０は、放出チャンバ３２４において軸線Ｘ_１の周囲に存在する空気圧力を均等にする様式で構成されている。このため、同じセットの中間チャネルは、軸線Ｘ_１の周囲に分散されている。「分散される」との語は、第１のリブ２２０のまたは第２のリブ２４０の外周全体にわたって分散された中間チャネルを意味している。言い換えると、同じセットの中間チャネルは、幅狭の角度のついた部分に集中されるのではなく、むしろ軸線Ｘ_１の周囲に展開されるようになっている。

より詳細には、図２ないし図５に示される実施形態において、同じセットの中間チャネル２２１ないし２２４および２４１ないし２４８は、軸線Ｘ_１の周囲に均一に分散されており、それによって、円周方向における２つの継続的な中間チャネルが一定の角度で区分されるようになる。２つの隣接する中間チャネル２２１ないし２２４は、約９０°の角度Ａを形成する。実際には、角度Ａは６０°から１２０°の間にある。２つの隣接する中間チャネル２４１ないし２４８は約４５°の角度Ｂを形成する。実際には、角度Ｂは３０°から６０°の間にある。

つまり８つの放出ダクト２６１，２６２，２６３，２６８＆同等物の数は、この例示においては、軸線方向においてベルカップ１に最も近接する中間チャンバ２３０および２５０を相互接続する第２のセットに属する中間チャネル２４１ないし２４８の数に等しい。それゆえ放出ダクト２６１，２６２，２６３，２６８＆同等物の数と、中間チャネル２４１ないし２４８の数との比は１に等しい。

実際には、放出ダクトの数は４つ以上であり、軸線方向において噴霧部材に最も近接する２つの中間チャンバを相互接続するセットに属する中間チャネルの数、つまり「下流」セットの中間チャネルの数は、０.２５よりも大きくなる。この比率は、例えば「下流」セットに属する４つの放出ダクトおよび３２の中間チャネルが設けられる場合に０.２５に等しくなる。そうした比率は、中間チャンバ２５０における、つまり放出ダクト２６１，２６２，２６３，２６８＆同等物から上流における空気圧力を均一化できるようにする。

中間チャネル２２１ないし２２４および２４１ないし２４８を通って流れる空気の流量を相対的に均一に拡散させることを確実なものとするために、同じセット(つまり第１のセットまたは第２のセット)の中間チャネルは、実質的に互いに同一の流動部分を有する。

図４および図５の例示において、各中間チャネル２２１ないし２２４の流動部分は、幅ｌ_２２１および高さｈ_２２１の略矩形状となっている。その幅ｌ_２２１は約４ミリメートルである。その高さｈ_２２１は約２ミリメートルである。

同様に、第２のセットの中間チャネル２４１ないし２４８は、幅ｌ_２４２および高さｈ_２４２の略矩形状の、互いに同一の流動部分を有している。実際には、同じセットの中間チャネルはどんな形状を有していてもよい。

図３において曲がった矢印を用いて空気の流れを示した。これら矢印から明らかなように、本発明の回転噴霧器は、流入ダクト２０１および２０２から放出チャンバ３２４への空気圧力および流量が均一となるように分散することができる。

図４に示されるように、第１のセットの中間チャネル２２１ないし２２４は、一定の角度Ａによって連続的に区分されているため、軸線Ｘ_１の周囲で対称的な角度ポジションを占めるようになっている。図５に示されるように、第２のセットの中間チャネル２４１ないし２４８は、一定の角度Ｂによって連続的に区分されているため、軸線Ｘ_１の周囲で対称的な角度ポジションを占めるようになっている。

加えて、中間チャネル２２１ないし２４１は、流入ダクト２０１に対してオフセットされた(変位させられた)角度ポジションを占める。言い換えると、流入ダクト２０１と中間チャネル２４１ないし２４４のうちの１つとが、非ゼロでありかつ４５°におおむね等しい角度Ｃを形成する。

中間チャネルの角度ポジションは、軸線Ｘ_１に直交しかつ中間チャネルの実質的に中央にある軸線(当該軸線は図４および図５において一点鎖線で示される)に関連した平面に規定される。

図５に示されるように、中間チャネル２４１ないし２４８のそれぞれは、中間チャネル２２１ないし２２４に対してオフセットされた角度ポジションを占める。言い換えると、互いに隣接する中間チャネル２４１ないし２４８と中間チャネル２２１ないし２２４とによって、軸線Ｘ_１の周囲に、非ゼロでありかつ２２.５°におおむね等しい角度Ｄが形成される。

したがって、中間チャネル２１０，２３０および２５０ならびに中間チャネル２２１ないし２２４および２４１ないし２４８は、流入ダクト２０１を介して放出された空気を軸線Ｘ_１の周囲で均一に拡散されるように強制する、ある種の複雑な経路を規定するようになる。

加えて、流出チャネル４２の総流動断面積は、流入ダクト２０１および２０２の総流動断面積以上の大きさである。さらに、流出チャネルの総流動断面積は、同じセット(つまり第１のセットまたは第２のセット)に属する中間チャネル２２１ないし２２４または２４１ないし２４８の総流動断面積以上の大きさとなっている。また、同じセット(つまり第１のセットまたは第２のセットのいずれか)に属する中間チャネル２２１ないし２２４または２４１ないし２４８の総流動断面積は、流入ダクト２０１の総流動断面積以上の大きさとなっている。

「流動断面積」との語は、圧縮空気が流動可能な部分を意味する。「総流動断面積」とは、例えば同じセットの複数の中間チャネルまたは複数の放出ダクトなどの複数の互いに同一の要素の単一の流動断面積の合計を意味する。

より大まかに言うと、上記複雑な経路からなる各「流動」構成要素において、総流動断面積は上流から下流にかけて増大するようになっており、それによって頭損失が低減され、かつシュラウド・エアを不均衡にする傾向のある空気圧力における局所的な増大が避けられる。

この目的のため、軸方向においてベルカップ１から最も離れた中間チャンバ２１０および２３０を相互接続するチャネルである第１のセットの中間チャネル２２１ないし２２４の総流動断面積(つまり４×ｌ_２２１×ｈ_２２１)は、軸方向においてベルカップ１に最も近接する中間チャンバ２３０および２５０を相互接続するチャネルである第２のセットの中間チャネル２４１ないし２４８の総流動断面積(つまり８×ｌ_２４１×ｈ_２４１)よりも小さい。

回転噴霧器は空気偏向部材をさらに備え、それは、放出チャンバ３２４内に配置され、かつ軸線Ｘ_１の周囲で空気圧力の均一化を向上させることができる。

図２ないし図５に示される本体は、三つの中間チャンバ２１０，２３０および２５０を有する。実際には、中間チャンバの数は２つから８つとすることができる。

図６および図７には図１ないし図５の噴霧器の変形例の一部を示す。このものにおいて、本体は、単一の流入ダクト６０１と二つの並置チャンバとを有する。続いて、中間チャネルの第１のセットは二つの中間チャネル６２１および６２２を備えており、これら二つの中間チャネル６２１および６２２は、直径方向に対向し、かつ流入ダクト６０１に対して約９０°の(角度Ｃに類似の)角度Ｃ_６によってスプレー軸線Ｘ_６に交差する平面においてオフセットされている。中間チャネルの第２のセットは４つの中間チャネル６４１，６４２，６４３および６４４を備えており、これら中間チャネル６４１，６４２，６４３および６４４は、約９０°の(角度Ｂに類似の)角度Ｂ_６によって互いに離間されており、かつ第１のセットの中間チャネル６２１および６２２の間で角度をつけて分散されており、オフセット角度Ｄ_６は約４５°の角度Ｄに近似している。したがって、空気圧力および空気流量は、中間チャネルのそれぞれの間を均一に拡散させられ、それによってバランスのとれた対称的なシュラウド・エアが形成される。

上記例示において、スプレー軸線周囲のシュラウド・エア流量の分散は均一にかつ対称的に制御された。一変形例(図示せず)においては、本発明の噴霧器は、スプレー軸線の周囲で回転するよう動作可能に取り付けられた少なくとも１つの可動リングを含む。中間チャネルのセットの一つ、ひいては２２０および２４０タイプのリブが可動リング内に形成される。

そうした可動リングは、通常は角度ＤまたはＤ_６で、並置されたセットのチャネルに対する前記セットの中間チャネルの相対的な角度ポジションをより隣接させることができる。したがってスプレー軸線の周囲でのシュラウド・エア流量の分散が制御されるようになる。例えば、中間チャネルが他の中間チャネルに面するよう配置された場合、空気流量はスプレー軸線の周囲で不均一な制御された様式で分散されるようになる。そのため、通常のシュラウド・エアは、図１ないし図７に示された変形例のように円形ではなく、むしろその全体形状が楕円形とすることができる。さらに、シュラウド・エアの流量を調節するために、複数のリングを互いに独立的に回転可能なように取り付けることもできる。

他の変形例(図示せず)においては、本体は、回転軸線の周囲で独立的な管状部分の形態の複数の中間チャンバを含むこともできる。

他の変形例(図示せず)においては、中間チャンバおよび中間チャネルをそれぞれ形成する溝およびノッチが、外側部分７０などの本体の外側部分に形成される。このとき、中間チャンバおよび中間チャネルは、外側部分に相補的な全体形状の内側部分によってカバーされる。

他の変形例(図示せず)においては、噴霧器は、例えばベルカップから軸方向において最も離れた中間チャンバおよびベルカップから軸線方向において最も離れた中間チャンバに隣接した中間チャンバなどの別個の中間チャンバのうちの１つへと圧縮空気を放出する２つ以上の流入ダクトを有している。いずれにしても、そうした流入ダクトは、流入ダクト２０１および２０２のように、放出チャネルに空気を供給するよう設計されている。

他の変形例(図示せず)においては、同じセット(つまり第１のセットまたは第２のセット)の中間チャネルは、それぞれ異なる流動断面積を有していてもよい。この場合において、各中間チャネルの各流動断面積は、各中間チャネルと、最も近接する空気取得部、流入ダクト、または上流中間チャネルとの間の距離に基づいて規定される。例えば、中間チャネルは、特に空気取得部からより遠くに配置された場合、上記セットにおけるその近接中間チャネルの流動断面積に比べて大きな流動断面積を有していてもよい。そうした寸法決めは、同じセットの中間チャネルを通って流動する空気の流量が相対的に均一に分散されることを確実なものとする。

さらに他の変形例(図示せず)においては、中間チャンバおよび中間チャネルは、ポリマーフォーム、他の材料または金属材料からなる焼結部、もしくは充分に有孔性のある他の材料などの１つ以上の多孔質材料からなる１つ以上の多孔質部分に形成されていてもよく、このものにおいて、そのキャビティおよび接続部がこれらの間に連続中間チャンバと中間チャネルを形成する。この多孔質部分は、上記内側部分２０などの非多孔質部分に取り付けられている。このとき中間チャンバおよび中間チャネルは不規則な形状を有している。なぜなら中間チャンバおよび中間チャネルは多孔質部分におけるキャビティによって、あるいは孔によってそれぞれ構成されるからである。空気圧力および空気流量を中間チャンバおよび中間チャネル内に分散させるために、流入ダクトに近接してより低くなるか、あるいは流入ダクトから離れてより高くなるよう有孔部分は提供される。

本発明は、さらに、そのそれぞれが全体的に管状の、シュラウド・エアを放出する放出チャネルの複数のグループを有する噴霧器にも適用できる。この場合において、そうした噴霧器は二つの独立グループを有しており、そのそれぞれが、１つ以上の流入ダクト、少なくとも二つの中間チャンバ、中間チャネルのセット、放出ダクト、および放出チャネルを有している。

本発明は、軸線Ｘ_１の周囲で回転するよう取り付けられたベルカップ１を備える回転噴霧器を示すものである。ただし、噴霧器、あるいは固定ノズル(そのノズルはスプレー軸線に中央が合わせられている)を有するスプレーガンに適用可能である。以上、液状材料のスプレーための噴霧器について説明してきたが、本発明は粒状材料をスプレーするための噴霧器にも適用できる。

１ 噴霧部材
２０ 内側部分
４１，４２ 放出チャネル
５０ 本体
６０ ベース
７０ 外側部分
２０１ 流入ダクト
２０３ 近位部
２０４ 遠位部
２１０，２３０，３５０ 中間チャンバ
２２０ 第１のリブ
２４０ 第２のリブ
２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４ 中間チャネル
２６１−２６８ 放出ダクト
２６８.１ 半径方向部分
２６８.２ 軸線方向部分
３２４ 放出チャンバ
Ｊ_１ 被覆材料
Ｊ_４２ 空気
Ｐ 被覆材料噴霧器
Ｔ タービン
Ｘ_１，Ｘ_６ スプレー軸線

Claims (15)

1. 被覆材料噴霧器(Ｐ)であって：
   ・内側部分(２０)と外側部分(７０)とを具備してなる本体(５０)と；
   ・被覆材料を霧状化するための噴霧部材(１)であって、前記部材は、被覆材料(Ｊ_１)が霧状体の形をとるように前記本体(５０)の下流端部に配置されており、前記噴霧部材(１)は、スプレー軸線(Ｘ_１)にその中心が合わせられている、噴霧部材(１)と；
   ・前記スプレー軸線(Ｘ_１)の周囲に分散された放出チャネル(４２)であって、各放出チャネル(４２)が、被覆材料が霧状体の形をとるように空気(Ｊ_４２)を放出する様式で前記本体(５０)内に設けられている、放出チャネル(４２)と；
   ・前記内側部分(２０)と前記外側部分(７０)との間に形成された少なくとも１つの放出チャンバ(３２４)であって、前記放出チャンバ(３２４)が前記スプレー軸線(Ｘ_１)の周囲に延在しており、前記放出チャンバ(３２４)が前記放出チャネル(４２)と連通するようになっている、放出チャンバ(３２４)と；
   ・前記本体に設けられた少なくとも１つの流入ダクト(２０１)であって、前記流入ダクト(２０１)が前記放出チャネル(４２)に空気を供給するよう構成されている、流入ダクト(２０１)と；
   ・前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)に沿って並置された少なくとも２つの中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)であって、各中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)が前記内側部分(２０)と前記外側部分(７０)との間に形成されており、各中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)が前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)の周囲に延在しており、少なくとも１つの流入ダクト(２０１)が前記噴霧部材(１)から軸方向において最も離れている前記中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)と連通している、中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)と；
   ・前記内側部分(２０)と前記外側部分(７０)との間に形成された中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)であって、二つの並置された中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)が前記中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)のセットを介して相互接続されており、同じセットの中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)が前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)の周囲に分散されている、中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)と；
   ・軸方向において前記噴霧部材と前記放出チャンバとに最も近接した前記中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)の間に延在する放出ダクト(２６１−２６８)であって、前記放出ダクト(２６１−２６８)が前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)の周囲に分散されている、放出ダクト(２６１−２６８)と；
   を具備してなり、
   前記噴霧器（Ｐ）は、
   −前記スプレー軸線(Ｘ_１，Ｘ_６)に沿って並置された少なくとも３つの中間チャンバ（２１０，２３０，２５０）を具備してなり、
   −同じセットに属する前記中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)は、並置されたセットに属する前記中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)に対して前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)の周囲で角度(Ｄ；Ｄ_６)でオフセットされた、前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)の周囲の角度ポジションを占めていることを特徴とする噴霧器(Ｐ)。
2. 前記放出ダクト(２６１−２６８)の数と、前記軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)方向において前記噴霧部材(１)に最も近接する前記二つの中間チャンバ(２３０，２５０)を相互接続するセットに属する前記中間チャネル(２４１−２４８；６４１−６４４)の数との比は、０.１２５以上であることを特徴とする請求項１に記載の噴霧器(Ｐ)。
3. 前記放出ダクト(２６１−２６８)の数は、４以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の噴霧器(Ｐ)。
4. 同じセットに属する前記中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)は、前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)の周囲に分散されており、かつ前記放出ダクト(２６１−２６８)は、前記軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)の周囲に分散されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の噴霧器(Ｐ)。
5. 前記中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)の数は３から８の範囲内にあることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の噴霧器(Ｐ)。
6. 前記放出ダクト(２６１−２６８)の数は、４以上であり、
   前記軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)方向において前記噴霧部材(１)に最も近接する前記二つの中間チャンバ(２３０，２５０)を相互接続するセットに属する前記中間チャネル(２４１−２４８；６４１−６４４)の数と、前記軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)方向において前記噴霧部材(１)から最も遠くにある前記二つの中間チャンバ(２１０，２３０)を相互接続するセットに属する前記中間チャネル(２２１−２２４；６２１−６２２)の数との比は、１.５から１０の範囲内にあることを特徴とする請求項３に記載の噴霧器(Ｐ)。
7. 前記軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)方向において前記噴霧部材(１)から最も遠くにある前記二つの中間チャンバ(２１０，２３０)を相互接続するセットに属する前記中間チャネル(２２１−２２４；６２１−６２２)の総流動断面積は、前記軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)方向において前記噴霧部材(１)に最も近接する前記二つの中間チャンバ(２３０，２５０)を相互接続するセットに属する前記中間チャネル(２４１−２４８；６４１−６４４)の総流動断面積と等しいか、それより小さいことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の噴霧器(Ｐ)。
8. 同じセットの前記中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)は、実質的に互いに独立している各流動断面積(ｌ_２２１×ｈ_２２１，ｌ_２４２×ｈ_２２４)を有しており、かつ前記放出ダクト(２６１−２６８)は実質的に互いに独立した各流動断面積を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の噴霧器(Ｐ)。
9. 前記放出ダクト(２６１−２６８)の総流動断面積は、１つ以上の前記流入ダクト(２０１)の総流動断面積に等しいか、あるいはそれ以上であり、前記放出ダクト(２６１−２６８)の総流動断面積は、同じセットに属する前記中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)の総流動断面積より大きいか、あるいはそれと等しく、かつ、同じセットに属する前記中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)の総流動断面積は、１つ以上の前記流入ダクト(２０１)の総流動断面積より大きいか、もしくはそれと等しいことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の噴霧器(Ｐ)。
10. 前記中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)および前記放出チャンバ(３２４)は、それぞれ、前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)の周囲で円形に対称的な環形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の噴霧器(Ｐ)。
11. 各中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)は管状溝によって構成されており、かつ、各中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)は、前記スプレー軸線(Ｘ_１；Ｘ_６)に平行に延在するノッチによって構成されており、各溝および各ノッチは、前記内側部分(２０)および／または前記外側部分(７０)における各凹部によって形成されており、かつ前記外側部分(７０)および前記内側部分(２０)は、各凹部が全体的にカバーされるよう相補的な全体形状を有していることを特徴とする請求項８に記載の噴霧器(Ｐ)。
12. 前記スプレー軸線の周囲で回転動作するように取り付けられた少なくとも１つのリングをさらに具備してなる場合に、前記中間チャネルの前記セットが前記可動リング内に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の噴霧器(Ｐ)。
13. 各中間チャンバ(２１０，２３０，２５０)および中間チャネル(２２１−２２４，２４１−２４８；６２１−６２２，６４１−６４４)は、多孔質部分におけるキャビティによって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の噴霧器(Ｐ)。
14. 前記放出ダクト(２６１−２６８)の数は、８以上であることを特徴とする請求項３または請求項６に記載の噴霧器(Ｐ)。
15. 前記軸線(Ｘ _１ ；Ｘ _６ )方向において前記噴霧部材(１)に最も近接する前記二つの中間チャンバ(２３０，２５０)を相互接続するセットに属する前記中間チャネル(２４１−２４８；６４１−６４４)の数と、前記軸線(Ｘ _１ ；Ｘ _６ )方向において前記噴霧部材(１)から最も遠くにある前記二つの中間チャンバ(２１０，２３０)を相互接続するセットに属する前記中間チャネル(２２１−２２４；６２１−６２２)の数との比は、２に等しいことを特徴とする請求項３に記載の噴霧器(Ｐ)。

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