JPH0380957A - 回転霧化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転霧化装置に関し、より詳細には該霧化装置
において液体塗料を霧化放出する部材（以下霧化頭と称
する）の構造に関する。

［従来の技術及び発明により解決すべき課題］従来１回
転霧化装置を使用して液体塗料を静電的に霧化させて物
品の静電塗装を行うものが知られている。

従来、かかる霧化装置の回転霧化頭として、所謂ミニベ
ル型の回転霧化頭と称し１回転可能な回転軸の前端部に
具備されるカップ状の霧化頭であって、一端を円環状に
開口したコーン状内周面を有する霧化頭本体（ベルリム
）と、該霧化頭本体内に形成した液体塗料受部（ベルハ
ブ）と、上記コーン状内周面に薄膜化した液体塗料を導
くための流出口とで構成されているものが多用されてい
る。例えば、特開昭５３−１４７７４０号公報、特開昭
５５−４７１５９号公報、特開昭５５−　４７１６０号
公報。

実開昭５５−４９７９７号公報、及び実開昭５５−１０
７２５５号公報、特公昭５５−４１８２５号公報、特開
昭５６−１４１８８７号公報、特開昭５８−６７３８８
号公報はいずれも従来の霧化装置の回転霧化頭の構造を
開示している。

上記の如きミニベル型回転霧化頭においては。

液体塗料供給ノズルより前記受部に供給された塗料が、
霧化頭の回転によって生ずる遠心力により薄膜状となり
、流出口を通ってコーン状内周面に排出・供給されてい
た。

しかしながら、従来の回転霧化頭ではかかる液体塗料供
給の過程及び該塗料霧化の過程において次のような問題
を生じるものであった。即ち。

被塗物に付着する液体塗料の微粒化液滴中に泡が含まれ
ることがある。液体塗料の粘度が比較的低く、また回転
霧化頭の回転速度が毎分当り数百乃至数千回転のように
低い場合、あるいは塗料の霧化量が比較的少ない場合に
は、この泡は微粒化液滴中には含まれず微粒化液滴は満
足すべき状態を示すが、液体塗料の粘度が比較的高い場
合や、特に回転霧化頭の回転速度を上げて液体塗料の霧
化量を増大させた場合には顕著に現われ、被塗物の表面
に形成される塗料液膜面に多数の泡が生じ。

塗装品質の低下を来たすばかりでなく、泡の発生がはな
はだしい時には、塗装品として使用出来ないといった問
題点があった。

これを防止するために、ミニベル型回転霧化頭の先端部
において前記特開昭５３−１４７７４０号公報。

特公昭５５−４１８２５号公報は多数の溝を設けること
を開示しており、又、前記特開昭５８−６７３６８号公
報は多数の切欠を設けることを開示している。さらに前
記特開昭５６−１４１８８７号公報にはほぼ垂直な環状
段部を設けることを開示している。

また高速回転する霧化頭のベルハブ（液体塗料受部）に
液体塗料が供給される時に発生すると考えられる泡の防
止については、実開昭５９−８５７８３号公報、特開昭
５９−８０３８０号公報に開示されているように液体塗
料の供給をベルハブ中心に行なう方法がある。

しかしながら、上記特公昭５５−４１８２５号公報によ
れば、液体塗料の時間当りの霧化量が比較的低い場合に
は、放出端縁を越えて外方に延びる液膜の形成が抑制さ
れるが２　この霧化量が比較的多い場合には微粒化液滴
の径が大となったり、あるいは気泡の抱き込みを生じ易
いという問題がある。

また、高速回転する霧化頭に個々の液体塗料を供給する
２成分液体塗料の霧化であって比較的少ない供給量の場
合、霧化頭のリム内周面上及び多数の溝の中を流れる液
体塗料の流速は速く、充分な混合が出来なく、塗装品質
が低下するという問題が生じ易い。

一方、上記特開昭５８−６７３８８号公報によれば。

回転霧化頭の円周状先端に小間隔をもって放射状に延び
ている規則的な多数の切欠と、該切欠の谷位置より内側
のリム内周面に形成した滑らかな導入面とで上記問題の
解決を図っている。

しかしながら、液体塗料の粘度が比較的低く。

しかも時間当りの霧化量が比較的少ない場合には、霧化
頭先端の切欠の谷部のみから液体塗料の放出霧化が行わ
れ、切欠部の山部からは放出霧化が行なわれない。その
結果、切欠部において固体／液体／気体の界面が生じ、
液体塗料中の固形分が析出する。従って液体塗料の霧化
に悪影響を及ぼすのみでなく、甚しい時には析出した固
形分が放出されて被塗物に付着し、塗装品質が低下する
という問題が生じやすい。

また、２成分系液体塗料の霧化の場合、前記特公昭５５
−４１８２５号公報で起き、た問題と同様の問題が生ず
る。さらに、上記特開昭５９−８０３６０号公報によれ
ば１回転霧化頭内に片面が円錐形の凹面を有するブツシ
ュを設け、該凹面の外周端縁により形成される面に垂直
かつ該ブツシュの中心部分に液体塗料を供給することに
より、液体塗料の供給時に発生する気泡を防止する方法
を開示しているが、比較的大量の液体塗料を霧化する場
合には。

微粒化液滴の径が大きくなるという問題が生じゃすい。

以上の通り、従来より１Ｍ化頭の回転数、使用液体塗料
の種類、単位時間当りの供給量等に関係なく被塗装物品
に良質の塗料膜面が形成され、かつ２成分系液体塗料の
良質な静電塗装が可能な回転霧化装置の出現が強く望ま
れていた。

よって１本発明は従来技術の有する問題点を解消する新
規な回転霧化装置を提供することを目的とする。すなわ
ち、霧化された液体塗料の微粒化液滴中に気泡が含まれ
ず、かつ２成分県液体塗料の霧化の場合充分な混合を可
能とする連続長時間安定な回転霧化装置を提供するもの
である。

［発明による課題の解決手段〕 本発明の回転霧化装置は、コーン状内周面を有し回転駆
動される塗料霧化部材を具え、供給された液体塗料が回
転に基づく遠心力により前記コーン状内周面に沿ってそ
の外端縁部に導かれ霧化される形式の回転霧化装置であ
って。

前記外端縁部に互いに独立な多数の突起を設けたことを
特徴とする。

そして、前記各突起は所定間隔をもって内周面外端縁部
全周に亘り一列に配され各列の隣接する突起は互いに円
周方向にずれて配されると共に。

最端列の突起は垂直面が端縁に沿う十球形状突起、それ
以外の列の突起は半球形状突起であることが好ましい。

［好適な実施の態様及び作用］ 突起の形状は半球形状が好ましいが、外端縁部に形成さ
れる各突起が一定の条件の下に規則的に配置されるかぎ
り、これ以外の形状をとっても良く１例えば１円柱状、
上部が球形の円柱状、四角柱状１円錐状、四角錐状等多
くの形状をとることが出来る。

また、各突起の中心間距離は、該突起の直径よりも大き
く直径の２倍より小さいことが好ましい。

これら突起は、液体塗料の減速９分割及び混合作用を行
う。すなわち、液体塗料は外端縁部を通過する際に各列
の隣接する突起が互いに円周方向にずれて配されている
ため、突起間の外方に位置する次列の突起に衝突し抵抗
を受けその流速が減ぜられ、さらにその流れの方向が変
えられることにより分割、及び混合される。

液体塗料中に含まれる気泡は、この減速によって外端縁
部における滞留時間が長くなり９回転に伴う遠心力によ
って突起上に浮上し塗料から分離しそして破泡される。

また、この減速に伴って外端縁部における液膜は厚くな
る。その結果、塗料の極く一部が突起を乗り越えるので
、液体塗料中の固形分が析出するのを防止する。

更に、これら突起は、２成分系液体塗料の霧化の場合、
該塗料の分割及び混合を繰り返し行うことにより充分な
混合を達成し塗装品質の低下を阻止する。

また更に、液体塗料は最端列の突起（本実施例では十球
形状突起）間に形成されるわずかな間隔（０，１〜０．
５＋ｕ）を通って放出されるため、塗料の微粒化が果た
せる。

なお、この微粒化の程度、すなわち霧化吐出される液体
塗料の液滴の大きさは、用いる液体塗料の粘度及び供給
量に応じて突起間の距離及び形状を最適に選ぶことによ
り調整可能である。

また、外端縁部に導入される液体塗料がその流れの方向
を変える程度や分離される程度は、外端縁部突起の直径
ａ及び中心間距ａｄによって影響される。例えば、中心
間距＃１ｄが大きく直径ａが小さい場合には塗料の流れ
の方向が変わる程度や分離される程度は低い。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

霧化頭本体１は、カップ状の中空部材で円筒部２１とこ
の円筒部２１一端側にこれと一体に形成されたコーン部
２２とからなり、コーン部はその内周面２がコーン状に
形成されその内周面の外端縁部３は円環状に開口してい
る。霧化頭本体１の円筒部２１内には、ブツシュ４が同
心的に設けられており、ブツシュ４と霧化頭本体１は一
体化されている。このブツシュ４は、軸方向に短かい円
筒形状をなしその一端面に円錐形の凹面４ａを形成して
いる。この凹面４ａと円筒部２１内周面によって形成さ
れる内部空間７内には塗料供給ノズル８の先端部が嵌入
し、その先端は凹面４ａ内にわずかに嵌入すると共に、
先端部軸心が円錐形凹面４ａの中心あるいはその極く近
傍に位置するように配置されている。

ノズル８は、エアベアリング式のエアモーター９に具備
された中空シャフト１０の内部を通りその後端部は図示
しない塗料供給装置に接続されている。

霧化頭本体１の円筒部２１内周面とブツシュ４の外周面
との間には円環状間隔１１が形成され、この一端側は内
部空間７に連通すると共に、その他端側は霧化頭本体１
のコーン状内周面２に連なる円筒状周壁面１８に連通し
ている。この円環状間隙１１内に・は、液体塗料が流出
する方向に、ｖｉ数（本実施例では４つ）の流線形をし
た支柱１３が配せられこれら支柱１３によりブツシュ４
はラジアル方向に位置決めがされ円筒部２１内にネジ５
により固定されている。

シャフトＩＯにはフランジ１４が一体的に形成され１円
筒部２１の他端側にはフランジ２３が一体形成され、こ
れらフランジ間には凹凸嵌合面が形成され、これにより
霧化頭本体１はラジアル方向の位置決めがされネジ６に
よりシャフトｌＯに同心的に取り付けられている。エア
モーター９の回転はシャフト１０に出力され更にシャフ
ト１０より霧化頭本体１に伝えられ霧化頭１は回転駆動
されるようになっている。

軸方向給液ノズル８より供給される液体塗料は、凹面４
ａにより案内され方向転換し回転により生じる遠心力の
作用によって薄膜状にラジアル外方向に拡がる。

液体塗料のこの方向転換、すなわち薄膜状拡がりを行な
うためにブツシュ４に形成される前記凹面４ａの円錐角
θは、３０度以上、好ましくは６０度以上とすることが
望ましい。３０度以下の場合には方向転換して凹面４ａ
上に薄く拡がりに＜＜、また凹面傾斜が急となり霧化頭
本体１及びブツシュ４の構造上好ましくない。

なお前記空間７は、その容積を若干余裕あるものにして
液膜を滞留せしめると１本発明の効果を一層強めること
ができる。これは、滞留期間中に遠心分離効果により、
たとえ凹面４ａで形成される液膜中に微細気泡を含んで
いても消泡作用が期待できるからである。

高品質の静電塗装のためには外端縁部３に形成される液
膜の薄肉化が要求され、これは円筒状内周面１７に液体
塗料を滞留させながら、均一な薄膜にすることによって
達成できる。

次に回転霧化頭の円環状外端縁部３について説明する。

第３〜６図において、外端縁部３に互いに分離・独立し
た多数の突起２０が設けられており、これら突起は半球
形状をなし、かつ規則的に配置されている。また、外端
縁部最先端には円周方向−列に突起２０′が設けられて
おり、これら突起は端縁内周面２Ｂに垂直な平面２０′
ａを有する半球形状をなし該平面２０’ａを端縁２５に
沿わせて配されている。

これら突起２０．２０’が形成される外端縁部３の幅Ａ
は０　、２５　＋ｕ乃至８■１．特に０．５１ｍ乃至５
關が好ましいが、この幅ｌは用いる液体塗料の粘度、含
有物質、供給量等によって最適に決められる。

また、突起２０．２０’は、直径ａ、中心間距離ｄをも
って円周方向数列に配されると共に、各列の突起間中心
に隣りの列の突起中心が位置するように配されている。

この直径ａは０．１ｍｍ乃至０．８＋＋ｍ、特に０．２
關乃至０．５１ｍの範囲が好ましい。

また、中心間距離ｄは０．２ｍｍ乃至１．２關、特に０
．３ｓｍ乃至０．７５ｍｍが好ましいが、塗料の供給量
に応じて適当に決めることができる。このｄの大きさに
より霧化液滴径を決めることが出来る。

これら突起２０．２０’の高さｈは半球形状の場合０．
０５關乃至０．４＋ｍ特に０．１ｍ＋ｅ乃至０．２５＋
＋＋ｓの範囲が好ましい。

また、突起の中心を結ぶ線が交叉する角度αは３０度乃
至１２０度、特に４５度乃至９０度が好ましい。

円環状先端１９は外端縁部３の最先端２５より更にラジ
アル外方向に突出し傾斜角度βで示される円環状先端面
２４を有する。該円環状先端面２４の幅Ｓはｂ／ｃｏｓ
βで示される。

ここで１円環状先端１９と端縁内周面２Ｂとの垂直距離
すは０．１ｍｍ乃至３＋ｕ、特に０．２ｍ乃至２ＩＩＩ
１１が好ましい。

また、角度βは塗料が霧化吐出される時の方向に影響を
与え、この角度βはコーン状内周面２の傾斜角度にもよ
るが３度乃至６０度、特に５度乃至４５度が好ましい。

［実施例の作用］ 図示していない導電線を介して例えばエアベアリング式
のエアモーター９に高電圧を印加し霧化頭本体１が高速
回転している状態で、液体塗料は図示しない塗料供給装
置より塗料供給ノズル８を通り塗料受部の機能を有する
円錐形の四面４ａの中心あるいはその極く近傍に供給さ
れる。凹面４ａ上の塗料は霧化頭本体１の回転によって
生ずる遠心力によりラジアル外方向に薄膜状に拡がり内
部空間７の内壁面１７に放出される。この時２円錐形四
面４ａの中心及びその極く近傍は、霧化頭本体１が高速
で回転していても、比較的遅い周速度を有しているため
、塗料供給ノズル８により前記凹面４ａの中心及びその
極く近傍に衝突した液体塗料には、空気が同伴されに＜
＜、液体塗料の流れも乱れにくいので気泡の発生を防止
することができる。

内部空間７内の液体塗料は周壁面１７において遠心力に
より均一な薄膜となり２円環状間隙１１を通り１円筒状
内周面１８において、均一な薄膜状になりながらこれに
連なるコーン状内周面２に導かれる。

コーン状内周面２に導かれた液体塗料は、コーン状内周
面２の表面積が急激に増大するため、外端縁部３に近づ
く程薄い液膜が形成される。ここで均一に薄膜化された
液体塗料は外端縁部３に達し２円環状先端１９から霧化
され吐出される。

外端縁部３の液体塗料は、多数突起２０により。

抵抗を受は該塗料の流速が減じられ滞留時間が長くなる
と共に、その流れの方向が変えられそれと同時に分離さ
れ分離された塗料は次いで混合される。このような現象
をくり返し、液体塗料は外端縁部３の最先端に到達し、
そこに設けられた突起２０′の間を通って霧化吐出され
る。

外端縁部３において流速が減じられた塗料中に気泡が存
在すると、該気泡は塗料の滞留時間が長くなること及び
回転霧化頭の高速回転による遠心力により浮上１分離し
さらに破泡される。

［発明の効果］ 以上の通り２本発明の回転霧化装置は、その塗料霧化部
材のコーン状内周面外端縁部に設けた多数の突起により
塗料の微粒化、液体塗料中に含まれる気泡の消泡、及び
該塗料の混合、更には液体塗料中の固形分の析出防止等
を果たすことができる。

本発明の塗料霧化部材を用いる回転霧化装置は、　　５
．０００乃至５０．００Ｏｒ、ｐ、＋ｇ、特に１０，０
００乃至３０．０００　ｒ、ｐ、１１．のような高速回
転の場合に特に有用である。また用いる塗料は、この種
の静電塗料に従来使用されているものはほとんど適用で
きるが、高沸点溶剤を含む塗料より水性塗料のような特
に有機溶剤を含まない塗料に有利である。

霧化液滴の性状は、突起の形状及び配置によってもかな
り異なるが１例えば、最先端縁外径７０關の霧化頭を用
いて、水性塗料を使用し、　２０ｃｃ／分から２００ｃ
ｃ／分の広範囲にわたる量を霧化しても気泡を含まない
微細液滴が得られる。その結果。

本回転霧化装置を静電塗装に使用することにより連続長
時間安定して良好な塗装品質を得ることが出来る。

また、２戊分系液体塗料の霧化の場合には、得られた塗
装品質から判断して微、細液滴は充分に混合されている
と推定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回転霧化頭の正面図、
第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図、第３図は外端縁部の拡
大部分平面図、第４図は外端縁部の部分平面図、第５図
は第４図Ｂ−Ｂ線断面図。 第６図は外端縁部の部分正面図、である。 １・・・霧化頭本体　　　２・・・コーン状内周面３・
・・霧化頭外端縁部　４・・・ブツシュ８・・・液体塗
料供給ノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コーン状内周面を有し回転駆動される塗料霧化部
   材を具え、供給された液体塗料が回転に基づく遠心力に
   より前記コーン状内周面に沿ってその外端縁部に導かれ
   霧化される形式の回転霧化装置であって、 前記外端縁部に互いに独立な多数の突起を設けたことを
   特徴とする回転霧化装置。
2. （２）前記各突起は所定間隔をもって内周面外端縁部全
   周に亘り一列に配され各列の隣接する突起は互いに円周
   方向にずれて配されると共に、最端列の突起は垂直面が
   端縁に沿う十球形状突起、それ以外の列の突起は半球形
   状突起である請求項１記載の回転霧化装置。