JPS61192620A - 固体粒状粉体の分配装置及び分配方法 - 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】 本発明は、空気を含む固体粒状粉体材料を粒体スプレガ
ン或いは粉体ディスペンサ（分配器）に供給する方法及
び装置に関する。特に本発明は、流動化粉体源から粉体
スプレガン或いは粉体ディスペンサに均一な粉体流を与
える改良形刃法及び装置に関する。

粉体は、低圧ベンチュリポンプ室を有する粉体ポンプを
備えた空気式コンベヤラインを通して粉体スプレガンに
供給される。上記低圧ベンチュリポンプ室は粉体供給路
と交差し、この粉体供給路を通して流動床ホッパから粉
体ポンプに粉体を供給している。流動床からベンチュリ
ポンプ室への粉体の流量を計量又は制御するために、こ
のような粉体ポンプは従来、制御された空気流を粉体供
給路は噴射するように動作する計量用空気流路を有して
いた。この計量用空気流の圧力はポンプに入る粉体と混
合される空気の量、従ってまたポンプからの粉体の流量
を制御するものである。

上記のような粉体ポンプを用いる装置を含む粉体スプレ
装置の全てに共通する欠点の一つは、この装置のスプレ
ガンから放出された粉体が不均一に流れるという点にあ
る。即ち、ガンから噴射された粉体が周期的に一気に噴
出したり、雲状に集まったりし、またガンから噴出され
る粉体密度が゛周期的に減少したりする。このように、
ガンから噴射された粉体の密度が周期的に増減すると、
この粉体を塗布する目標基板への粉体の塗布量が不均一
になる。従って、このような粉体密度の不規則な変化は
非常に望ましくない。

粉体スプレガンから噴射される粉体密度の上記のような
不規則な変化を最小にしたり、低減する多くの試みがこ
れまでになされている。このような試みにおいては、粉
体スプレガンの設計を変えたり、また粉体用ポンプの設
計及び構成を変えたりしている。これ等の改変された方
式の殆んどのものは上記の問題点を若干は改良するが、
十分なものではない。

本発明は従って、改良された粉体スプレ装置を与えるこ
とを目的とし、この装置においては、粉体スプレガン或
いはディスペンサから噴射される粉体の流量の偶然の又
は不規則な変化が最小化されるか、排除される。

本発明は、粉体スプレ装置の粉体スプレガン或いはディ
スペンサからの不均一な粉体流の一つの原因が、流動床
粉体源と移送ガンとの間の粉体スプレ装置の構成にある
という発見に一部基づくものである。上記装置のその部
分はこれまで、単に、粉体を流動床ベッドから粉体ポン
プに供給するサイフオン管と、上記粉体ポンプ及びこの
ポンプをガンに接続する長い供給ホースとから構成され
たものである。従って本発明は、これまで上記装置のこ
の部分の構成によると考えられる粉体の流動変化を排除
することを目的とするものである。

これ等の目的がここでは達成され、また本発明は粉体ポ
ンプからホースを通５．ディ８ペンサガンの近くに置か
れた粉体の補助流動床に粉体を供給し、次にこの粉体を
補助流動床から補助粉体ポンプ及び比較的近いホースを
通して供給するという考え方に一部基づくものである。

補助流動床及び上記粉体スプレ装置のディスペンサガン
の出口近くに置かれた補助粉体ポンプにより、これまで
ポンプとガンとの′間のホースの比較的長い長さによる
とされ、また流動床粉体像内の粉体の変動レベルによる
とされた一定でない粉体流が低減され、又は完全に除去
される。

本発明者は、従来の粉体スプレ装置での流量変化の大部
分が二つの原因によることを見出している。これ等の原
因はポンプとガンの間に配置した比較的長いホースにあ
り、またスプレ装置に対する流動床粉体源の粉体レベル
の変動にある。ポンプとガンとの間でホースが長くなる
と、このよ５な長いホースに必然的に生じるループ及び
湾曲に起因して流量変化が発生する。粉体はこれ等のル
ープ或いは湾曲部内に集まり、また粉体制限部背後の増
加圧力はこの制限部から解放され、更にこの圧力は生じ
た粉体群がガンから放出されることを惹起し、同時にホ
ース内の圧力増加即ちガンへの粉体流の圧力増加を惹起
する。その後、この粉体は、粉体がホース内に制限部を
形成し、解放され、他の粉体群などを惹起するまで、丁
度粉体が放出されたホースの湾曲部或いはループ内に集
まり始める。

従来の配置の粉体流方式における流量変化の他の主要原
因である流動床粉体源に含まれる粉体レベルの変動は、
流動床内で粉体レベルが変化する時、粉体を粉体ポンプ
に吸引するのに必要な圧力が異なることによる流量変化
を惹起する。実際には、ポンプ内の真空は粉体をポンプ
に吸引するが、流動床ホッパ内の粉体レベルが異なって
も変化しない。一方、真空圧は同じままであるが、ポン
プに吸引される粉体流は、ホッパ内の粉体レベルが変化
する時変化する。

本発明の実施例によれば、粉体スプレ装置は主流動床ホ
ッパ粉体源と、粉体ディスペンサガンに隣接して又はそ
の近くに蓋かれた小容量の補助流動床ホッパとからなる
。ベンチュリ形のポンプ及び接続ホースは主ホッパから
補助ホッパに粉体を搬送し、また補助ベンチュリ形の粉
体ポンプ及び接続ホースは補助ホッパからディスペンサ
ガンに粉体な搬送する。補助ホッパと主ホッパとの間に
オーバフロー管が延在して設けられ、このオーバフロー
管は補助ホッパ内で粉体を一定レベルに維持するように
機能する。粉体スプレ装置の粉体スプレガンに密接して
設けられた補助ベンチュリポンプと補助流動床ホッパと
を用いる本発明によれば、粉体流変化の変動源が排除さ
れ得る。主ホッパと補助ホッパとの間の長いホースに生
じる流量変化は、補助粉体ポンプとスプレガンとの間の
流量には影響を与えない。更に、補助流動床ホッパとの
間にオーバフロー管を用いると、過剰粉体量が補助流動
床に供給される限りは、補助ホッパ内の粉体レベルが一
定レベルに維持されることを可能にする。これにより、
供給ホッパ内の変化する粉体レベルに寄与する流動変化
が除去される。

ここで添付図面を参照すると、固体粒状粉体材料を複数
個のスプレガンから噴射する粉体スプレ装置１０が示さ
れている。図面には３個のガン１２が示しであるが、上
記粉体スプ□し装置は単一ガンから成る、又は実質的に
より大きな個数のガン１２から成る粉体スプレに同様に
適用出来る。このガン１２はそれ自体では本出願の発明
の如何なる部分も構成せず、また従来熟知されたもので
ある。本出願に用いるのに適したこのようなガンが、本
出願の譲受人に譲渡されたトーマス・イー・ホルスタイ
ン等の米国特許第４．３８０，３２０号丁静電粉体スプ
レガンノズル」に図示及び記載されている。

粉体スプレ装置１０は、上記ガン１２の他に、主供給ホ
ッパ１４と、補助ホッパ日と、　　　　１・二上記主＊
ｆｆ′ｆ１４７！ｌ’ら補助′ｔ′”ｌｔ＜１６ＬＩＣ
粉体　　　　］を移送する主空気ポンプ１８と、補助ホ
ッパ　　　　□１６からガン１２に粉体を移送する複数
個の　　　　璽補助空気ポンプ２０とからなる。上記空
気ポンプ１８及び２０は従来の粉体ポンプであり、この
粉体ポンプはそれ自体は本出願の発明の如何なる部分も
構成しない。本出願に用いるのに適したかかるポンプの
一つの例が、本出願の譲渡人に譲渡されたレーン・ニス
・ダンカン（Ｌａｎｅ　Ｓ、　Ｄｕｎｃａｎ）　　らに
よる米国特許第３．７４６，２５４号の「粉体スプレ方
式」に図示及び記載されている。

またホッパ１４及び１６は従来の流動床ホツバであり、
またそれ自体は本出願の本発明の如何なる部分も形成し
ない。これ等のホッパ１４．１６は共にホッパ底面に閉
鎖室２４と、この閉鎖室内に設けた空気透過性の天井２
６とを有している。高圧空気が閉鎖室２４の入口２８に
加えられると、この空気は閉鎖室２４の天井２６を通り
、この閉鎖室２４の上のホッパに含まれる粉体３０を流
動化するように動作する。

上記二つのホッパの異なる点は、補助ホッパ１６の方が
供給ホッパ１４に比べて大きさが小さく、容量が小さい
ということにある。

好ましい一つの実施例においては、補助ホッパ１６は粉
体を８個のガン１２に供給するが、補助ホッパ１Ｇは供
給ホッパ１４の体積の約１／１６　の容積を持つに過ぎ
ない。

上記２つのホッパ１４，１６はまた、供給ホッパ１４が
その上部壁に通気孔３４を有するが、補助ホッパ１６は
それを有しないという点で異なる。その代りに、補助ホ
ッパ１６はオーバフロー（過剰）管３６を介して通気さ
れるが、このオーバフロー管は補助ホッパ１６の内部か
ら下方に、このホッパ１６の閉鎖室２４を通し、また供
給ホッパ１４の上部、壁を通して延在する。以下に更に
詳述するように、オーバフロー管３６は補助ホッパ１６
を通気し、また補助ホッパ１６から供給ホッパ１４に全
ての過剰粉体を戻すように機能する。

粉体ポンプ１８．２０は、補助ホッパ１６の粉体ポンプ
２０が供給ホッパ１４の粉体ポンプ１８より更に容量が
小さいことを除くと、全て同じである。これ等の粉体ポ
ンプの各々は流入ポート４０．流出ポート４２及び噴霧
空気取入れポート４４を備える。更に、これ等のポンプ
の各々は粉体流路４６を内部に有し、この流路を通して
粉体がサイフオン管５０を介してポンプのベンチュリポ
ンプ室４８に吸引され、ここに上記サイフオン管は粉体
流路４６の入口５２を、ポンプが粉体を吸引する粉体の
流動床３０に接続するも１のである。供給ホッパ用ポン
プ１８は、ホッパ１４から粉体を吸引し、この粉体を移
送ダクト５４を介して補助ホッパ１６内に移送し、−万
補助ホツバポンプ２０は補助ホッパ１６から粉体を吸引
し、また短かい移送用ホース５６を介して粉体をディス
ペンサガン１２に移送する。

ポンプ１８．２００Å口ポート４０は空気ライン５８を
介して高圧空気源６０に接続され、一方ポンプの噴霧空
気入口ポート４４は空気ライン６２を介して同じ高圧空
気源に接続される。各ポンプの内部には小さな空気オリ
フィスが設けられ、これを通して空気源６０からの高圧
空気がそのベンチュリポンプ室４８内に低圧を生成する
ようにベンチュリポンプ室４８に流入する。この低圧は
サイフオン管５０を介して粉体を上方にポンプのベンチ
ュリポンプ室４８に吸引し、それによりこの粉体がホー
ス５４を介してポンプ１８からホッパ１６に、或いはポ
ンプ２０の場合には、ホース５６を介してディスペンサ
ガン１２に搬送され得る。

上記の米国特許第３，７４６．２　ｓ　４号に詳述され
ているように、流入ポート４０に供給される空気圧はサ
イフオン管を通して上方にポンプのベンチュリポンプ室
４８に吸引される粉体量を制御し、また噴霧取入れポー
ト４４に供給される空気圧はポンプ内の粉体混合物に対
する空気の比を制御する。通常は、空気ライン５８．６
２の各々は圧力調節器（図示省略）を有しており、この
調節器を通して流入ポート４４に供給された空気圧がポ
ンプのベンチュリポンプ室４８内で吸引される真空度を
制御し、且つポンプの粉体流路４６を通してベンチュリ
室に供給される粉体混合物に対する相対空気量を制御す
るように調節される。

粉体分配装置の励作時には、空気源６０から粉体ポンプ
１８．２０の流入ポート４０．４４に、またホッパ１４
．１６の空気室２４の流入ポート２８に高圧空気が供給
される。

ホッパ１４．１６の流入ポート２ｇＫ供給された高圧空
気は供給ホッパ１４及び補助ホッパ１６に含まれる粉体
３０の全てを流動化するように動作する。供給ホッパ１
４内の流動化粉体３０はポンプ１８のベンチュリポンプ
室４Ｂにより、サイフオン管５０を介して上方に吸引さ
れる。次に、この粉体は供給ホッパ用ポンプ１８から比
較的長い移送用ホース５４を介して補助ホッパ１６の粉
体流入口６８に搬送される。次に、補助ホッパ１６内の
流動化粉体が補助ポンプ２０により比較的短かいホース
５６を介してディスペンサガン１２に移送される。実際
には、過剰量の粉体が主ホッパ或いは供給ホッパ１４か
ら補助ホッパ１６に移送されるが、この過剰量は全ての
ポンプ２０の容量より大きい。結果的に、過剰流動化粉
体はオーバフロー管３６の入口ＴＯを通して供給ホッパ
１４に戻る。このようにして、補助ホッパ１６内の粉体
のレベルは、常に、一定レベル即ちオーバフロー管の入
ロア０の上部エツジレベルに維持される。

粉体ポンプ７２は、重力が小さくて主ホッパにオーバフ
ロー粉体な搬送出来ない場合に、オーバフロー管３６と
結合される。このようなポンプは、二つのホッパ間にか
なりの距離があるか、主ホッパが補助ホッパの下方に配
置されてない設置の時に必要となる。粉体ポンプ７２が
オーバフロー管３６と共同する場合は、補助ホッパ内の
周囲圧力を維持するために補助ホッパの上部に通風孔（
図示省略）が設けられる。

本発明以前は、供給ホッパ又は主ホッパ１４からガン１
２に直接粉体を移送していた。

装置内には如何なる中間ホッパ又は補助ホッパ１６も設
けられなかった。本出願者は、供給ホッパ１８からガン
に延在した長いホース及び供給ホッパ１４内の絶えず変
化する粉体レベルが共に、ガンからの粉体流量が変化す
る問題に影響し、それを発生させることを見出した。特
に、供給ホッパのポンプからガンに延在する長いホース
は、粉体が集積され、長□いホースを通る流れを規制し
ようとする多数の湾曲部′分或いはループ部分をもたら
すことを見出している。次に、この制限された流れはガ
ンに向うホース内の圧力を低下させ、生じた粉体量の低
下は供給ホッパからガンに移送される。粉体背後の圧力
は周期的に、この粉体が制限部分を破壊し、それにより
高密度の粉体塊（ｐｕｆｆ）　　がガンから分配される
レベルまで制限部を発生させた。これは次に、ホースを
通る空気流が急激に増加するので、ポンプからガンへの
空気流及び粉体流を一時的に増加させた。この制限部は
次に、これが破壊から解放され、上記の工程が反復を開
始すると同時にホース内に蓄積されることになる。

本出願人は更に、供給ホッパとガンとの間で、また好ま
しくはガンに密接して補助ホッパ１６を利用することに
より、ホース内で上記の粉体の制限部により惹起される
ガンから　　　　　′。

誤った粉体流が最小にされるか、或いはほぼ除去される
ことを見出している。更に本出願人は、補助ホッパ１６
を用いると、ガン１２に粉体が供給されるホッパ内の粉
体レベルを一定に維持することにより、ガン１２からの
粉体流を一定に維持出来ることも見出している。供給ホ
ッパ内の粉体レベルは変化し易く、またこの変化は、本
発明以前は、ガン１２からの粉体流の変化を惹起した。

これ等の粉体流の変化は、粉体の流動床からポンプのベ
ンチュリポンプ室４８に粉体を吸引するのに必要な空気
圧の変化に依るものであった。流動床内の粉体レベルが
低下すると、その流動床から粉体をベンチュリ室に引き
上げるのによ　　　　−り大きな真空度が必要となる。

又は粉体レベ　　　　。

′：′ ルが上昇すると、必要な真空度はより低くな　　　　　
、“る。但し、ポンプのベンチュリポンプ室内の　　　
　°。

真空度は、流動床内の粉体レベルが変化しても変化しな
い。代りに、ポンプからの粉体流が変化する。本出願の
発明によれば、補助ホッパ内の粉体レベルが一定の場合
、ガンからの粉体流の変化源を除去することが出来る。

本出願人は本発明について一つの実施例を挙げただけで
あるが、本発明に関係する当業者に取って明らかなよう
に、本発明の精神から逸脱することなく多くの変更並び
に改変が可能である。従って、添付した特許請求の範囲
による場合を除いては制限は受けないものと考える。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、補助粉体ホッパ及び補助粉体ポンプが組み
込まれた粉体噴射装置の斜視図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １０　・・・・・・・・・・・・・・・　　粉体噴射装
置１２　　・・・・・・・・・・・・・・・　　　ガ　
　ン１４　・・・・・・・・・・・・・・・　主供給ホ
ッパ１６　・・・・・・・・・・・・・・・　　補助供
給ホッパ１８　・・・・・・・・・・・・・・・　主仝
気ポンプ２０　・・・・・・・・・・・・・・・　　補
助空気ポンプ３０　　・・・・・・・・・・・・・・・
　　　粉　　体３６　・・・・・・・・・・・・・・・
　　オーバフロー管４８　　・・・・・・・・・・・・
・・・　　ベンチュリポンプ室５０　・・・・・・・・
・・・・・・・　サイフオン管５４　　・・・・・・・
・・・・・・・・　移送ダクト５６　　・・・・・・・
・・・・・・・・　移送ホース６０　　・・・−・・・
・・・・・・・・　　空　　　気　　　原図面の浄書（
内容に変更なし） 手続補正歯 昭和６１年　２月　６日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年　特　許　願　第２７９３７６号２、発明の
名称 粉体移送装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏　名　ノードソン　コーポレーション４、代理人 ５、補正の対象　　　「図面」 ６、補正の内容　　別紙のとおり （１）別紙の通り、正式図面１通を提出致します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体粒状粉体を分配する装置であって、該分配装置
   は、 固体粒状粉体材料を受け且つ流動化する内 室を有する主流動床ホッパと、 流入ポート及び排出ポートを有する主粉体 用空気ポンプにして、該空気ポンプは低圧ベンチュリポ
   ンプ室及び該ポンプ室と交差する粉体流路を備え、該粉
   体流路はサイフォン管を介して前記主流動床ホッパの前
   記内室に接続された入口を有してなる主粉体空気ポンプ
   と、 該主粉体ポンプの前記入口ポートを高圧空 気源に接続する手段と、 前記主流動床ホッパの前記内室よりも実質 的に小さな容量の内室を有する補助流動床ホッパと、 前記主粉体空気ポンプの前記出口ポートを 前記補助流動床ホッパの前記内室に接続するダクト手段
   と、 流入ポート及び排出ポートを有する少なく とも一つの補助粉体用空気ポンプにして、該空気ポンプ
   は、低圧ベンチュリポンプ室及び該ベンチュリポンプ室
   に交差する粉体流路を有し、該粉体流路はサイフォン管
   を介して前記補助流動床ホッパの前記内室に接続した流
   入口を有してなる少なくとも一つの補助粉体空気ポンプ
   と、 少なくとも一つの粉体分配器と、 前記補助粉体ポンプの前記流出ポートを前 記粉体分配器に接続するダクト手段と からなることを特徴とする固体粒状粉体の 分配装置。 ２、複数個の補助粉体ポンプと、複数個の 粉体分配器とを更に備え、前記補助粉体ポンプの各々が
   サイフォン管を介して前記補助流動床ホッパの内室に接
   続した粉体流路を有し、前記補助粉体ポンプの各々がダ
   クト手段を介して前記粉体分配器の一つに接続した出口
   ポートを有してなる特許請求の範囲第１項に記載の分配
   装置。 ３、前記補助流動床ホッパ内で流動化粉体 を一定レベルに維持する手段を更に有する特許請求の範
   囲第１項に記載の分配装置。 ４、前記補助流動床ホッパ内で流動化粉体 を一定レベルに維持する前記手段は、前記補助流動床ホ
   ッパと、前記主流動床ホッパとの間に延在するオーバフ
   ロー管からなり、該オーバフロー管は前記補助流動床ホ
   ッパの前記内室の底部から上方に隔置された流入口を有
   してなる特許請求の範囲第１項に記載の分配装置。 ５、粉体分配器から比較的一定流量の固体 粒状粉体材料を分配する装置であって、該分配装置は、 前記固体粒状材料を流動化するために比較 的大きな容量の主ホッパを備えた手段と、 実質的に容量が小さい補助ホッパと、 前記主ホッパからの前記固体粒状材料を前 記補助ホッパに移送する手段と、 前記補助ホッパ内の前記固体粒状材料を流 動化する手段と、 前記補助ホッパからの前記固体粒状材料を 前記粉体分配器に移送する手段と を有してなることを特徴とする固体粒状粉 体材料の分配装置。 ６、前記主ホッパから前記補助ホッパへ前 記固体粒状材料を移送する前記手段は、前記補助ホッパ
   から前記分配器に移送されるより更に多量の固体粒状粉
   体材料を前記補助ホッパに移送するように動作出来る特
   許請求の範囲第５項に記載の分配装置。 ７、前記主ホッパから前記補助ホッパに前 記固体粒状粉体を移送する前記手段は、第１の比較的長
   いホースであり、且つ前記補助ホッパから前記分配器に
   前記固体粒状粉体を移送する前記手段は、第２の実質的
   により短いホースである特許請求の範囲第５項に記載の
   分配装置。 ８、複数個の粉体分配器から比較的一定流 量の固体粒状粉体材料を分配する装置であって、該分配
   装置は、 前記固体粒状材料を流動化するための比較 的大容量の主ホッパを有する手段と、 実質的により小容量の補助ホッパと、 前記主ホッパからの前記固体粒状材料を前 記補助ホッパに移送する手段と、 前記補助ホッパ内の前記固体粒状材料を流 動化する手段と、 複数個の粉体ポンプを備えた手段であって、該粉体ポン
   プの各々が前記補助ホッパから前記粉体分配器の一つに
   前記固体粒状材料を移送するように動作出来る手段と からなることを特徴とする固体粒状粉体材 料の分配装置。 ９、粉体分配器からの比較的一定流量の固 体粒状粉体材料を維持する方法であって、該維持方法は
   、 比較的大容量の主ホッパ内で固体粒状材料 を流動化する工程と、 前記主ホッパからの前記固体粒状材料を実 質的により小容量の補助ホッパ内に移送する工程と、 前記補助ホッパ内で前記固体粒状材料を流 動化する工程と、 前記固体粒状材料を前記補助ホッパから粉 体分配器に移送する工程と からなることを特徴とする比較的一定流量 の固体粒状粉体材料を維持する方法。 １０、前記補助ホッパから前記分配器に移送されるより
   もより多量の固体粒状材料を前記主ホッパから前記補助
   ホッパに移送する工程と、 前記補助ホッパから前記主ホッパに、前記 補助ホッパ内で実質的に一定の流動化粉体レベルを維持
   するように、過剰な固体粒状材料を移送する工程とから
   なる特許請求の範囲第９項に記載の維持方法。