(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体吹付けブース（１２）を通って移動する物体に粉体塗装材料を付着させるために粉体塗装材料を少なくとも一つの塗装用ディスペンサ（４２，４６）へ供給するための粉体塗装材料供給装置において、該粉体吹付けブース（１２）内で該粉体塗装材料の一部が該物体に付着せずに過剰吹付け粉体塗装材料となり、過剰吹付け粉体塗装材料を回収するために該粉体吹付けブース（１２）の下に配置された複数の粉体収集ユニット（３４６）が備えられており、該複数の粉体収集ユニット（３４６）のそれぞれは、過剰吹付け粉体塗装材料を回収する一又は二以上のフィルタ（３７８）と、該フィルタ（３７８）から取り除かれた粉体を一時的に保持する収集チャンバ（３７４）とを有しており、該収集チャンバ（３７４）のそれぞれはコネクタ・ライン（４２４）により移送導管（８６）に接続された出口（４２２）を有しており、該移送導管（８６）は移送装置（８２，８４）に接続されており、該移送装置（８２，８４）は負圧の適用の下で作動して過剰吹付け粉体塗装材料を該収集チャンバ（３７４）から再生ホッパー（８０）へ移送することを特徴とする粉体塗装材料供給装置。
【請求項２】
該移送装置は、該再生ホッパー（８０）に結合された粉体受けユニット（８２）と、該粉体受けユニット（８２）に接続された真空装置（８４）とを備え、該粉体受けユニット（８２）は、該粉体吹付けブース（１２）から粉体塗装材料を受けて粉体塗装材料の規定量を該再生ホッパー（８０）へ移送し、該真空装置（８４）は、負圧の適用の下で粉体塗装材料を該粉体受けユニット（８２）の中へ移送することを特徴とする請求項１に記載の粉体塗装材料供給装置。
【請求項３】
該粉体受けユニット（８２）は、粉体塗装材料を受けるための粉体回収室（１３０）と、該粉体回収室（１３０）がカートリッジ・フィルタ（１３２）を含んでおり、該粉体回収室（１３０）から離れて配置されている清浄空気室と、該カートリッジ・フィルタ（１３２）から粉体塗装材料を取り除くためのエア・ジェット装置（１４６）と、粉体塗装材料の規定量を該粉体回収室（１３０）から該再生ホッパー（８０）へ移送するための装置（１７８）とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の粉体塗装材料供給装置。
【請求項４】
粉体塗装材料の規定量を移送するための該装置は、該粉体回収室（１３０）に接続された計量エア・ロック（１７８）と、該計量エア・ロックと該再生ホッパー（８０）との間に接続されたふるい（１９６）とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の粉体塗装材料供給装置。
【請求項５】
該コネクタ・ライン（４２４）のそれぞれは、開位置と閉位置との間で動作可能な弁（４２８）に接続されており、該粉体塗装材料供給装置は、該粉体収集ユニット（３４６）のそれぞれに関連付けられた該弁（４２８）を順次開閉する制御手段（１０８）をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の粉体塗装材料供給装置。
【請求項６】
該粉体収集ユニット（３４６）のそれぞれの該収集チャンバ（３７４）は、水平に対して角度をつけた位置に取り付けられて該粉体吹付けブース（１２）からの粉体塗装材料を受け取る有孔板（３７６）と、受け取った粉体塗装材料を流動化させるために該有孔板（３７６）の下に設けられ空気の流れを該有孔板（３７６）に通すためのエア・プレナム（３７７）とを含み、該有孔板（３７６）は他方の端部よりも低い一方の下端部を有しており、該出口（４２２）は該下端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の粉体塗装材料供給装置。
【請求項７】
該粉体収集ユニット（３４６）のそれぞれの該収集チャンバ（３７４）は、水平に対して角度をつけた位置に取り付けられて該粉体吹付けブース（１２）からの粉体塗装材料を受け取る有孔板（３７６）と、受け取った粉体塗装材料を流動化させるために該有孔板（３７６）の下に設けられ空気の流れを該有孔板（３７６）に通すためのエア・プレナム（３７７）とを含み、該有孔板（３７６）は他方の端部よりも低い一方の下端部を有しており、該出口（４２２）は該下端部に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の粉体塗装材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体塗装システムに関し、特に粉体吹付けブース、粉体収集回収システム、および未使用の粉体塗装材料と未使用および再生または過剰吹付けの粉体塗装材料の混合物を遠方位置から吹付けブースに付随する塗装用ディスペンサに搬送する粉体供給装置を含む車両製造施設に使用する粉体塗装システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車やその他の車体などの大型物体に塗装材料を塗布する作業は、従来、車体が進入する入口、塗料塗布区域、設計によっては硬化または乾燥区域、および車体が出る出口で形成された細長いトンネル状の構造を有する吹付けブースで実施されてきた。多くのシステムでは、「調整済み」の空気、つまり増湿して濾過した空気を、ブロワまたは送風ファンで吹付けブースの頂部にあるプレナム・チャンバに導入し、次にブースを通過する車両に向けて下方向に方向づける。調整済みの空気は、ブース室内の過剰吹付け塗装材料を拾い、空気で搬送されるこの過剰吹付け材料は、１個以上の排気ファンがブースの床または側面を通って下方向に排出する。フィルタを設けて、過剰に吹き付けた塗装材料を捕捉し、その結果得られた濾過済みまたは清浄な空気をブースから抜き取り、大気中に排気するか、システム内で再循環させて再利用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自動車、トラックなどの車両に最も一般的に使用される塗装材料は、樹脂材料の霧化を容易にする液体溶剤成分の割合が比較的高い、ハイ・ソリッドの樹脂塗料材料である。過剰に吹き付けた樹脂塗料材料の回収に伴う問題については、詳細な記録があり、塗装および仕上げ産業で引き続き環境問題になっている。Cobbsに帰される米国特許第4,247,591号およびRehmanその他に帰される第4,553,701号を参照のこと。
【０００４】
Shuticその他に帰され本発明の譲受人が所有する米国特許第5,078,084号で開示されているように、粉体塗装材料が、車体などの大きい物体を塗装する溶剤ベースの液体塗料材料の代替品として提案されてきた。粉体塗装の実際では、粉未状樹脂を基板に塗布してから基板と粉体とを加熱すると、粉体が溶融し、その後冷却すると、基板上に連続的な固体被膜を形成する。大抵の粉体吹付け用途では、基板に付着する粉体の量が増加し、基板への粉体の保持を助けるよう、塗布すべき接地物体に向ける吹付け用粉体に静電荷を与える。自動車またはトラックの車体に粉体材料を塗布する作業は、車体に付着しない過剰吹付け粉体を収集できる管理区域を提供する吹付けブース内で実施する。ブース内への過剰吹付け粉体の封じ込めは、ブース室内に負圧を生成して過剰に吹き付けた粉体をブースから吸い出し、粉体収集回収システムに入れる排出システムによって補助される。回収した過剰吹付け粉体は、今後の使用のために保管しておくことができ、あるいは粉体吹付けブースに関連付けられた粉体スプレー・ガンへと、即座に再循環する。
【０００５】
粉体塗装材料で自動車およびその他の車体に塗装するには、固有の問題が幾つかある。車両製造施設の設計のため、塗装材料の供給源は、通常は吹付けブースから遠方、つまり数百フィートもの位置にある。さらに、たとえば１時間当たり１３６．２キログラム（３００ポンド）以上などの大量の粉体塗装材料を、１秒当たり０．４５４ないし０．９０８キログラム（１ないし２ポンド）などの流量で、この比較的長距離を供給源から吹付けブースまで移送しなければならない。また、車体に粉体材料を適切に塗装するため、適切な密度および粒子分布で、粉体塗装材料を移送しなければならない。「密度」という用語は、粉体と空気との相対的な混合または割合を指し、「粒子分布」という用語は、粉体吹付けブースに関連付けられたスプレー・ガンに送る、空気で搬送される粉体材料の流れの中の様々なサイズの粉体粒子の分布を指す。現在利用可能な粉体塗装システムは、長い距離を大流量で大量に粉体材料を移送しながら、所望の密度および粒子分布を維持することができない、あるいは不十分にしかできないことが分かっている。
【０００６】
上述したように、粉体吹付けブース内で放出される粉体塗装材料は、すべてがブースを通過する車体に付着するわけではない。この過剰に吹き付けた粉体材料は、たとえばShuticその他に帰される特許第5,078,084号などで開示されているようなブースの基部で、粉体収集回収システムで収集される。このタイプのシステムでは、粉体収集回収システムは、吹付けブースの床の下に並んで取り付けられた一連の粉体収集チャンバの個々に含まれたカートリッジ・フィルタの個々のグループまたはバンクを含む。１個の排気ファンまたはブロワが、ブース室内に負圧を生成し、負圧が、過剰に吹き付けられて空気で搬送される粉体材料を、個々の粉体収集チャンバに吸い込み、そこで粉体はカートリッジ・フィルタの壁上に収集され、「クリーン・エア」はそれを通過して、その後大気に放出される。
【０００７】
逆向きのエア・ジェットを操作して、収集した粉体をカートリッジ・フィルタの壁から取り除くと、粉体は粉体収集チャンバの基部に落下し、そこで粉体吹付けブースに関連付けられたスプレー・ガンに戻すよう収集または再循環するため取り出される。
【０００８】
自動車の車体の塗装などの大量な用途では、粉体収集回収システムの実用性、およびブース室内の均等な負圧の適用が、特に問題となる。１個の排気ファンまたはブロワ・ファンを使用してブース室内で均等な負圧を獲得するのは、場合によっては多少困難であり、そのため粉体塗装材料を収集できる効率に悪影響を及ぼし、ブースを通過する車体上にスプレー・ガンから放出される粉体塗装材料のパターンを崩壊させる可能性があることが分かっている。このタイプのシステムでは、各粉体回収チャンバ内に含まれる逆エア・ジェットバルブの実用性を改善する必要もある。
【０００９】
上述したタイプの粉体塗装システムには、それ以外にも問題があり、それは粉体吹付けブースに関連付けられたスプレー・ガンに戻る再循環のための過剰吹付け粉体の回収に関するものである。未使用の粉体塗装材料は、粒子サイズの分布の幅が広い、つまりサイズが多種多様な粉体粒子を含む。大きい粉体粒子の方が、吹付けブース内で塗装する物体に付着しやすい傾向がある。というのは、そのサイズのために、小さい方の粒子より静電荷が高く、大きく重い粒子の方が、スプレー・ガンから塗装物体に向けて放出された時に、小さい粒子よりモーメントが大きいからである。その結果、過剰に吹き付けられ、物体に付着せずに再循環してスプレー・ガンに戻るよう収集される粉体は、未使用の粉体より小さい方の粒子の割合が大きい。大きい粒子の方が、小さい粒子より物体に付着する割合が大きいからである。
【００１０】
粉体塗装システムの動作の安定性は、少なくとも一部は、「微粉」、たとえば約１０ミクロン未満のサイズを有する粒子の付着または蓄積をいかに回避するかにかかっている。本明細書で用いる「安定性」という用語は、過剰なレベルの微粉によって生じる問題なく、粉体塗装材料を流動化し、移送し吹き付けるシステムの能力を指す。粉体塗装材料内に過剰なレベルの微粉が存在すると、粉体の流動化の低下、衝突融合、フィルタ・カートリッジおよび篩の目詰まり、粉体吹付けブースの内面およびスプレー・ガンへの粉体の付着の増大、および塗着効率の低下をもたらすことがある。「衝突融合」という用語は、静電気の引力に対する粒子速度の結果、粉体粒子が表面に付着することを指し、「塗着効率」とは物体に向けて吹き付けられた粉体の総量に対する物体に付着した粉体材料の割合の尺度である。
【００１１】
上述したタイプの粉体塗装システムには、過剰に吹き付けた粉体材料を、収集後にスプレー・ガンへと再循環させるときのシステムの動作安定性を確保する措置が、基本的にはない。供給用ホッパーなどから微粉を除去するために換気ユニットを使用しているが、このようなユニットは有効性に限界があり、所定の供給用ホッパー内の微粉のレベルまたは割合を所望の精度で制御するのに、これに頼ることはできない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
したがって、長い距離を比較的大流量で大量に粉体材料を搬送しながら、所望の密度および粒子分布を維持することができ、要求量に関係なくシステム内の粉体塗装材料の適量を維持し、過剰に吹き付けた大量の粉体を再循環のために効率的に収集して回収し、過剰なレベルの微粉の蓄積を回避し、保守が比較的容易な、自動車やその他の車体などの大きい物体に粉体塗装材料を塗布する粉体吹付けシステムを提供することが、本発明の目的の一部である。
【００１３】
これらの目的は、自動車、トラックまたはその他の車体などの大きい物体に粉体塗装材料を塗布するために、車体に粉体塗装材料を塗布する制御区域を規定する粉体吹付けブースと、粉体吹付けブースから遠方の位置に配置された「粉体キッチン」と、ブースの近傍に位置して、粉体キッチンから粉体塗装材料を受け、それをブースに関連付けられ自動操作または手動操作される粉体スプレー・ガンに供給する幾つかの供給ホッパーとを含む機器内で達成される。過剰に吹き付けた粉体塗装材料は、粉体収集回収システムによってブース室内から取り出され、このシステムが、過剰に吹き付けた粉体を、粉体スプレー・ガンへと再循環するために粉体キッチン内の１個以上の混合ホッパーに戻す。
【００１４】
本発明の一つの態様は、遠方の、つまり粉体キッチンの位置からスプレー・ブースの近傍に位置した供給ホッパーまで、粉体塗装材料を移送するための有効な手段を提供するという概念に基づいて予測される。これは、正圧ではなく真空または負圧で操作する粉体移送システムによって、本発明の機器で達成される。粉体キッチンは、粉体キッチン内の未使用粉体塗装材料の供給源に接続された、粉体受けユニットにそれぞれ結合された１個以上の１次ホッパーを含む。移送ラインは、１次ホッパーを、吹付けブースの各供給ホッパーに関連付けられた粉体受けユニットと相互接続させる。第１真空ポンプを操作して、１次ホッパーに関連付けられた粉体受けユニット内に負圧を生成し、未使用粉体材料を供給源から粉体受けユニットに吸い込んで、粉体を１次ホッパーに供給することができる。第２真空ポンプが、供給ホッパーに関連付けられた各粉体受けユニット内に負圧を与え、したがって粉体キッチン内に配置された１次ホッパーからの未使用粉体材料が、長い移送ラインを通って、吹付けブースの近傍にある供給ホッパーに関連付けられた粉体受けユニットに吸い込まれる。吹付けブースにある粉体受けユニットは、個々の供給ホッパーに粉体を充填し、粉体は粉体ポンプによって供給ホッパーから吹付けブース内の粉体スプレー・ガンに移送される。
【００１５】
吹付けブースから過剰吹付け粉体材料を収集するのに、負圧を適用した粉体移送のこの同じ原理が用いられる。粉体キッチン内に配置された再生ホッパーは、粉体受けユニットに結合し、これは再生ラインによって、粉体吹付けブースに関連付けられた粉体収集回収システムに接続される。真空ポンプは、ブースから過剰に吹き付けた粉体を受け取る再生ホッパーに関連付けられた粉体受けユニット内に負圧を発生させ、このような過剰吹付け粉体を再生ホッパーに移送する。本発明で好ましい一つの実施形態では、再生されたこの過剰吹付け粉体を、次に別の真空ポンプによる負圧で再生ホッパーから搬送し、ブース付近に位置する供給ホッパーに接続された粉体受けユニットに、過剰吹付け粉体を供給する。次に、この供給ホッパーが、過剰吹付け粉体を、吹付けブースに関連付けられたスプレー・ガンに供給し、これは塗装される車体の他の部分に粉体を塗布するよう作動する。
【００１６】
別の実施形態では、再生ホッパーおよび１次ホッパーが、それぞれ粉体キッチン内に配置された混合ホッパーに接続される。１次および再生ホッパー内の粉体ポンプが、選択された割合の未使用粉体と再生または過剰吹付け粉体とを混合ホッパーに移送し、このような粉体は、吹付けブースに関連付けられたスプレー・ガンに移送する準備として、ここで混合される。混合ホッパー内に含まれる粉体の粒子サイズの分布が数学的に予想される本発明の方法によると、混合ホッパーに導入される未使用粉体と再生粉体の供給は、混合ホッパーに含まれる微粉の体積百分率が、所定の最高百分率を上回らないよう制御される。これによって、ブース内の物体に再生または過剰吹付け粉体を塗布する場合に、粉体塗装システムの安定した動作が確保される。
【００１７】
たとえば１時間に約１３６．２キログラム（３００ポンド）以上の大量の粉体塗装材料を、上述した真空移送システムで効率的かつ効果的に搬送して、粉体塗装材料の供給源が粉体吹付けブースの遠方に配置された自動車製造施設の特定の需要を満足させられることが分かっている。正圧ではなく負圧を使用すると、空気の使用量が少なくなり、したがってシステムの全体的なエネルギー要件が少なくなると考えられる。また、粉体キッチンと吹付けブースとの間に延びる移送ラインのいずれか１本が漏れた場合、粉体材料は、正圧の粉体移送システムの場合では強制的に外側に出るが、このような移送ラインでは、真空のためにラインの内側に吸い込まれる。これによって、漏れの問題が発生した場合に、施設を粉体で汚染する危険性が少なくなる。
【００１８】
本発明の粉体移送の態様に関する別の特徴は、塗装作業が進行するにつれ、未使用粉体塗装材料と過剰吹付け粉体材料とを自動的に監視し、補給することに関する。１次ホッパー、再生ホッパーおよび供給ホッパーはそれぞれ、プログラム可能な論理制御装置に接続されたロード・セルが担持している。このロード・セルは、個々のホッパーが空の重量でゼロ基準に設定され、システムの動作中に個々のホッパーそれぞれに入る粉体材料の重量を測定するのに効果的である。たとえば、１次ホッパーについて考えると、それに関連付けられたロード・セルは、システムの動作中にこのような１次ホッパー内の粉体の重量を示す信号を、制御装置に送信する。１次ホッパー内の粉体材料の量が、所定の最小値より下がった場合は、制御装置がロード・セルから信号を受信し、このような１次ホッパーに関連付けられた粉体受けユニットに接続された真空ポンプを作動し、その結果、追加の未使用粉体塗装材料が、供給源から粉体受けユニットに搬送され、次に１次ホッパーに搬送される。１次ホッパーが、十分なレベルの粉体塗装材料を受け取ると、それ以上の粉体の供給は停止される。再生ホッパーおよび供給ホッパーが、同様の方式で作動するので、粉体塗装作業中は、それぞれで適切なレベルの粉体塗装材料が維持される。１つの実施形態では、１次ホッパーと再生ホッパーそれぞれの間に接続ラインが設けられるので、吹付けブースの粉体収集回収システムに収集された過剰吹付け粉体材料の量が、再生ホッパー内の粉体材料の量を所望のレベルで維持するのに不十分な場合には、未使用の粉体塗装材料を１次ホッパーから再生ホッパーに供給することができる。
【００１９】
別の実施形態では、プログラム可能な制御装置が、上述し以下で詳細に検討する方法によって決定された選択割合に従って、各１次ホッパーからの未使用の粉体塗装材料の移送と、関連のホッパーから混合ホッパーへの再生または過剰吹付け粉体の移送とを支配する。混合ホッパーは、未使用の粉体と再生した粉体との混合物を、１個以上のスプレー・ガンに供給する。
【００２０】
本発明の別の態様は、１次ホッパー、再生ホッパーおよび供給ホッパーのそれぞれに構造によって、粉体塗装材料が所望の密度および粒子分布でシステム内を確実に移送され、スプレー・ガンに供給される措置に関する。この態様では、本発明の譲受人が所有しCrumその他に帰される米国特許第5,018,909号で開示された粉体供給ホッパーに用いられているのと同様の動作原理が、本発明の様々なホッパーに用いられている。一般に、本明細書の各ホッパーは、有孔板を含み、それが、このようなホッパーの基部の空間に配置されたバッフルを通過する空気の上方向の流れを受ける。回転式櫂または翼を含む撹拌器が、有孔板の上に配置され、これによって個々のホッパーから放出する前に、粉体材料の適切な流動化、粉体粒子の均等な分布、および適切な密度または空気対粒子の割合が確保される。
【００２１】
本発明のさらに別の態様は、粉体吹付けブースに効率的に容易に保守可能な粉体収集回収システムを提供し、これがブース室内に均質で下向きの空気の流れを生成する、という概念に基づく。この粉体収集回収システムは、モジュール式の構造で、粉体吹付けブースの長さに沿って、その床下に並んで取り付けられる幾つかの粉体収集ユニットを含む。各粉体収集ユニットは粉体収集チャンバを含み、これは、粉体収集チャンバの基部に配置された角度のついた流動化プレートの上に、逆Ｖ字形で取り付けられた２グループすなわち２つの列のカートリッジ・フィルタを収容する。限られた数の個別粉体収集ユニットが、共通ダクトによって別個の排気ファンまたはブロワ・ユニットに接続される。各排気ファンは、関連の粉体収集ユニット内に負圧を生成し、空気で搬送される過剰吹付け粉体材料をブース室内からブースの床を通して下方向に吸い込み、次いで各粉体収集チャンバに入れるのに有効である。過剰に吹き付けられた粉体材料は、カートリッジ・フィルタの壁上に溜まり、「クリーン」な空気はそれを通過して、各粉体収集ユニットに関連付けられたクリーン・エア・チャンバに入る。パルス状の空気ジェットが、カートリッジ・フィルタの上に配置されたエア・ジェット弁からカートリッジ・フィルタの内部に定期的に導入され、フィルタの壁に溜まった粉体を追い払うと、次にこの粉体は、各粉体収集チャンバの基部にある角度の付いた流動化プレート上に落下し、除去される。各粉体収集チャンバは、共通のヘッダ・パイプに接続された出口を有し、その出口線のそれぞれにゲート弁が配置される。システム制御装置は、収集された粉体材料が、粉体キッチンに関連付けられた再生ホッパーに移送する順序で、様々な粉体収集ユニットから取り出されるように、弁を順次開閉するのに有効である。
【００２２】
本明細書で述べる粉体収集回収システムの構造には、幾つかの利点がある。幾つかの排気またはブロワ・ユニットを使用し、それぞれが限定された数の粉体収集ユニットに関連するので、より均一でむらなく分布した下方向の空気の流れが、粉体吹付けブースの室内に、その全長に沿って生成される。これは、単一の排気ファンまたはブロワを有するシステムに対する改良点である。というのは、車体などの大きい物体を塗布するのに必要な極端な長さを有する吹付けブース内で、ブロワ・ユニット１個だけでは、均一な負圧を得ることは困難であることが証明されているからである。本明細書で述べる粉体収集回収システムの保守も、従来の設計のものよりはるかに容易である。アクセスが容易になるよう、粉体収集ユニットの頂部に逆エア・ジェット弁が配置され、オペレータ１人でカートリッジ・フィルタを粉体収集チャンバから容易に取り外せる。各粉体収集チャンバから粉体材料を除去することも、その基部にある角度をつけた流動化プレートによって容易になり、それは、チャンバから粉体を滑らかに移送するのに役立つ。また、粉体収集チャンバの壁は、空気の逆噴射が起動すると振動して粉体を有孔板上に送るのに役立つよう、十分薄くできている。
【００２３】
本発明の現在好ましい実施形態の構造の動作および利点は、以下の記述を添付の図面と結び付けて考察すると、より明瞭になる。
【００２４】
【実施例】
次に、図面を参照すると、本発明の粉体塗装システム１０の１つの実施形態は、粉体吹付けブース１２、粉体キッチン１４からブース１２へ粉体塗装材料を移送する装置、およびブース１２に関連付けられた粉体収集回収システム１６を含む。これらのシステム要素について、以下で別個に述べ、それぞれの動作について検討する。
【００２５】
粉体吹付けブース
図１および２を参照すると、粉体吹付けブース１２は、天井１８、床２０、対向する側壁２２、２４、およびブース入口２６およびブース出口２８を規定する対向する端壁を含む。図７も参照のこと。この吹付けブース１２の構造は、吹付けブース１２の縦方向に延びる中心部３６を、コンベヤ３４によって移動する車体３２などの物体に、粉体塗装材料を塗布する制御区域を形成する室内３０を規定する。車体３２に付着しない過剰吹付け粉体材料は、吹付けブース１２の床２０に沿って配置された格子３８を通過し、以下で詳述する粉体収集回収システム１６に入る。
【００２６】
粉体吹付けブース１２は、縦方向にかなりの距離延び、ブース室内３０を通過する過程で車体３２の全域に粉体塗装材料が塗布されるよう、これに沿った様々な位置に多様な粉体スプレー・ガンを配置することができる。図示のために、スプレー・ガン４２を担持するロボット４０は、吹付けブース１２の片側に描かれ、頭上ガン・マニピュレータ４４は、車体３２の上の位置でスプレー・ガン４７を担持するよう図示されている。車体３２のサイズ、塗布される粉体塗装材料のタイプ、車体３２上の所望の被覆領域およびその他の要素に応じて、粉体塗装材料で車体３２を被覆するために、自動または手動で操作する、基本的にいかなる数のスプレー・ガンも、吹付けブース１２の長さに沿って設けることができる。このようなスプレー・ガンの特定の位置および動作は、それ自体は本発明の一部を形成しないので、本明細書では検討しない。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態では、車体３２をコンベヤ３４によって接地電位に維持し、スプレー・ガン４２および４６によって、粉体塗装材料に静電荷を与える。粉体材料に与えられた静電荷は、車体３２に付着する粉体の量を増大させ、それへの粉体の保持を助けるが、それでも比較的大量の粉体材料が「過剰吹付け」される、つまり車体３２に付着しない。この過剰吹付け粉体は、以下で述べるように、粉体塗装作業の過程で収集、回収しなければならない。
【００２８】
図１の粉体塗装システム 
本発明の重要な態様は、粉体塗装材料を粉体キッチン１４から吹付けブース１２に移送するシステム１０の構造に関する。多くの車両製造施設で、粉体キッチン１４は吹付けブース１２から遠方の、たとえば数十から数百メートル（数百フィート）の位置に配置され、大量の粉体塗装材料は、その間を迅速に移送しなければならない。１秒当たり０．４５４〜０．９０８キログラム（１〜２ポンド）の粉体流量、および１時間当たり１３６．２キログラム（３００ポンド）以上の総要求量が珍しくない。このようなパラメータを効率的かつ経済的に満足することができる本発明の粉体移送システムの全体的な構成について最初に説明し、その後、このような移送システムを構成する様々な別個の要素について、詳細に検討する。
【００２９】
図１の実施の形態では、粉体キッチン１４は、基本的に閉じた筐体（図示せず）で、従来通りの設計のエア・ハウス（図示せず）から供給される「調整済み」の空気、つまり濾過して増湿した空気が与えられる。粉体キッチン１４内には、未使用の粉体塗装材料を収容する供給源５４があり、これは、以下で詳述する第１粉体受けユニット５８に、ライン５６によって接続される。粉体受けユニット５８は、１次ホッパー６０に接続されて、吸込みホース６１によって第１真空ポンプ６２にも接続され、これは両方とも粉体キッチン内１４に収容される。１次ホッパー６０は、第１供給ホッパー６８に結合した第２粉体受け６６に、移送ライン６４によって接続される。この移送ライン６４は、第１ゲート弁７０を担持し、第１補給空気弁７２に接続され、これは両方とも１次ホッパー６０の下流で、粉体キッチン１４内に位置する。補給空気弁７２は、図１に概略的に描かれた加圧空気供給源７３に接続される。図１の頂部で図示するように、第２粉体受け６６および第１供給ホッパー６８は、粉体吹付けブース１２の近傍に位置するが、１次ホッパー６０と第２粉体受け６６とを相互接続する移送ライン６４は、数十から数百メートル（数百フィート）の長さでよい。供給ホッパー６８は、ライン６７によって、粉体キッチン１４に収容される第３真空ポンプ６９に接続され、粉体ポンプ７４を担持し（図５を参照）、これはライン７６によってロボット・ホッパー７８に接続される。ロボット・ホッパー７８は、ライン７９によって、ロボット４０に関連付けられたスプレー・ガン４２に接続される。
【００３０】
図１で図示するように、粉体キッチン１４の右側部分は、１次ホッパー６０に関して上述したのと同様の構造を含む。粉体キッチン１４のこの部分は、容器５４から未使用の粉体塗装材料を受ける代わりに、主に、粉体吹付けブース１２の収集回収システム１６から、収集された過剰吹付け粉体が供給される。本発明の好ましい実施形態では、粉体キッチン１４は、受けユニット５８および６６と同じタイプの第３粉体受けユニット８２に結合された再生ホッパー８０を収容する。第３粉体受けユニット８２は、ライン８３によって、粉体キッチン１４内に配置された第３真空ポンプ８４に接続し、以下で検討するように、再生吸込みライン８６によって、粉体収集回収システム１６に接合される。第２移送ライン８８は、空気供給源７３に接続された補給空気弁９２およびゲート弁９０を担持し、再生ホッパー８０を第４粉体受けユニット９４と相互接続させる。この第４粉体受けユニット９４は、粉体吹付けブース１２の近傍に位置する第２供給ホッパー９６に結合される。図１および５で概略的に図示するように、第２供給ホッパー９６は、頭上ガン・マニピュレータ４４に関連付けられたスプレー・ガン４６へと、ライン１００を通して粉体材料を供給する正圧粉体ポンプ９８を含む。第４粉体受けユニット９４は、粉体キッチン１４内に位置する第４真空ポンプ１０２と、ライン１０４によって接続される。
【００３１】
本発明の好ましい実施形態では、１次ホッパー６０、第１供給ホッパー６８、ロボット・ホッパー７８、再生ホッパー８０および第２供給ホッパー９６はそれぞれ、ハーディ インスツルメンツ カンパニー（Hardy Instruments Company）が型番FLB-3672-1KおよびH1242 PS-C500で市販しているタイプの個別のロード・セル１１６Ａ〜Ｅに担持される。ロード・セル１０６Ａ〜Ｅは、関連する各ホッパーに粉体塗装材料がない場合のゼロ重量を反映するよう、「ゼロ化」つまり調節される。以下で検討するように、各ロード・セル１０６Ａ〜Ｅは、関連するホッパーに蓄積した粉体塗装材料の重量または量を測定し、このような重量読取値を表す信号を生成するよう作動する。その信号は、プログラム可能論理制御装置１０８(ＰＬＣ)に送信され、それはオハイオ州クリーブランドのAllen Bradleyが型番PLC-5で市販しているタイプであることが好ましい。制御装置１０８は、ロード・セル１０６Ａ〜Ｅからの信号に応じて、真空ポンプ６２、７１、８４および１０２、さらに弁７０、７２、９０および９２をそれぞれ操作する。
【００３２】
図１に図示した粉体塗装システムの動作
粉体塗装システム１０の個別要素それぞれの構造および動作について、以下で詳細に検討するが、その１つの実施形態の全体的な動作は、図１の概略図を参照して述べることができる。多くの先行システムと異なり、本発明の粉体塗装システム１０は、負圧を用いて、粉体塗装材料を粉体キッチン１４から粉体吹付けブース１２へと搬送する。また、粉体の供給と移送とは、粉体塗装作業の進行につれて、基本的に自動的に実行される。
最初に粉体キッチン１４の左側部分を参照すると、制御装置１０８が第１真空ポンプ６２を起動すると、未使用の粉体塗装材料が供給源５４から移送される。第１真空ポンプ６２が第１粉体受け５８内に負圧を生成し、これによって未使用の粉体塗装材料が、ライン５６を通って供給源５４から第１粉体受け５８へ吸い込まれる。以下で述べるように、第１粉体受け５８は粉体塗装材料を１次ホッパー６０内に放出し、このような粉体塗装材料を受け取る量は、１次ホッパー６０に関連付けられたロード・セル１０６Ａで監視される。所定のレベルまたは量の粉体塗装材料が１次ホッパー６０内にあると、ロード・セル１０６Ａは、この状態を表す信号を制御装置１０８へ送信し、これが第１真空ポンプ６２を停止する。
【００３３】
粉体塗装材料を１次ホッパー６０から第１供給ホッパー６８へ移送する作業は、負圧の適用によっても実施される。制御装置１０８が、第２真空ポンプ６９を起動して、第１供給ホッパー６８に関連付けられた第２粉体受け６６内に負圧を生成する。この負圧が、粉体塗装材料を１次ホッパー６０から移送ライン６４へ吸い込み、制御装置１０８によって第２真空ポンプ６９の起動と同時に開放されるゲート弁７０を通過させる。１次ホッパー６０からの粉体の移送は、そのロード・セル１１６Ａによって監視され、これは所定量または重量の粉体が１次ホッパー６０から放出されると、制御装置１０８に信号を送信する。制御装置１０８は、移送ライン６４内のゲート弁７０を閉じて、それを通過する粉体の流れを停止し、第２真空ポンプ６９のスイッチを切る。第１供給ホッパー６８に１次ホッパー６０からの粉体を充填する作業は、それに関連するロード・セル１０６Ｂが粉体の重量または量をモニタすることによって実行される。第１供給ホッパー６８内の粉体の量が、所定のレベルより下がると、そのロード・セル１０６Ｂが制御装置１０８に信号を送信し、以下で詳細に検討するように、第２粉体受け６６に含まれる計量装置を起動する。次に、１次ホッパー６０から第２粉体受け６６に移送された粉体は、第１供給ホッパー６８に向けられ、所定の重量が得られると、ロード・セル１０６Ｂから制御装置１０８への信号によって、第２粉体受け６６内の計量装置が動作を中止する。
【００３４】
図１の頂部で概略的に示すように、第１供給ホッパー６８内の粉体塗装材料は、正圧をかけて粉体ポンプ７４により除去され（図５も参照）、ライン７６を介して、独自のロード・セル１０６Ｃに担持されたロボット・ホッパー７８に搬送する。ロボット・ホッパー７８が十分な量の粉体塗装材料を受け取ると、ロード・セル１０６Ｃが監視し、制御装置１０８が粉体ポンプ７４を停止して、第２粉体ポンプ７７が、ライン７９を介して粉体塗装材料をロボット・ホッパー７８からロボット４０に関連付けられたスプレー・ガン４２に移送し、車体３２に塗布する。
【００３５】
ロード・セル１０６Ａ〜Ｅの目的は、システムを移送される粉体塗装材料の流量および総量が、所定数の車体３２が粉体吹付けブース１２を通過するときの要求に合致するよう、システム１０を基本的に自動操作することである。それぞれ１次ホッパー６０、第１供給ホッパー６８およびロボット・ホッパー７８に関連付けられたロード・セル１０６Ａ〜Ｃは、それぞれ粉体塗装材料の量または重量をモニタし、粉体の量が所定レベルより下がったら制御装置１０８に信号を提供するよう作動する。制御装置１０８がこのような信号を受信すると、適切な真空ポンプまたは計量装置が起動して、供給された塗装材料が尽きたホッパーに粉体塗装材料が移送される。この方法で、ホッパー６０、６８および７８はすべて、粉体塗装材料を連続的に十分供給する。
【００３６】
移送ライン６４の極端な長さのために、第２真空ポンプ６９が止まって１次ホッパー６０から第２粉体受け６６への粉体塗装材料の流れを停止した時に、移送ライン６４内に残留粉体塗装材料が存在しないよう、粉体キッチン１４は弁動作の配置構成を含む。上述したように、１次ホッパー６０から第２粉体受け６６を通る移送動作の間、制御装置１０８は移送ライン６４内のゲート弁７０を開く。
【００３７】
１次ホッパー６０に関連付けられたロード・セル１０６Ａが、１次ホッパーから所定の量が放出されたことを表示すると、制御装置１０８は、粉体キッチン１４内の第２真空ポンプ６９を停止し、ゲート弁７０を閉じて補給空気弁７２を開く。次に、空気供給源７３からの加圧空気が、補給空気弁７２を通過して移送ライン６４に入り、移送ライン６４の上流に残っている塗装材料を粉体キッチン１４から第２粉体受け６６へと「追い立てる」、つまり積極的に強制移送する。これによって、移送ライン６４内への粉体塗装材料の蓄積がほぼ防止されるので、その後の１次ホッパー６０から第１供給ホッパー６８への粉体の移送作業を、迅速かつ効率的に実行することができる。
【００３８】
粉体キッチン１４の右側部分および図１の右上部分を参照すると、粉体塗装材料をスプレー・ガン４６に供給する粉体移送システムの構成部品が描かれている。上記で検討したように、このような要素は、粉体キッチン１４内の再生ホッパー８０、第３粉体受け８２および第３および第４真空ポンプ８４、１０２、および粉体吹付けブース１２の近傍に位置する第４粉体受け９４、第２供給ホッパー９６および第３粉体ポンプ９８を含む。これらの要素の構造および動作は、図１の左側部分にある対応要素と基本的に等しいが、粉体キッチン１４から未使用の粉体塗装材料だけを吹付けブース１２に搬送するのではなく、このような要素は、主に、収集回収システム１６から受けた収集済みの過剰吹付け粉体塗装材料を搬送する。
【００３９】
再生ホッパー８０に過剰吹付け粉体材料を充填するために、制御装置１０８が第３真空ポンプ８４を起動し、第３粉体受け８２内に負圧を生成して、再生ライン８４を介して収集回収システム１６から第３粉体受け８２へと粉体塗装材料を吸い込む。以下で詳細に検討する方法で、第３粉体受け８２は過剰吹付け粉体材料を再生ホッパー８０に入れる。再生ホッパー８０に入る粉体の量は、それに関連付けられたロード・セル１０６Ｄで監視される。制御装置１０８が第４真空ポンプ１０２を起動すると、粉体材料は、再生ホッパー８０から第４粉体受け９４および第２供給ホッパー９６に移送される。第４粉体受け９４内に生成された負圧が、粉体を再生ホッパー８０から、制御装置１０８によって開かれたゲート弁９０を通って第２移送ライン８８へと吸い込み、第４粉体受け９４の中に入れる。第２供給ホッパー９６は、このような粉体を第４粉体受け９４から受け取り、その量は、それに関連付けられたロード・セル１０６Ｅに監視され、正圧粉体ポンプ９８が、その後、粉体を第２供給ホッパー９６からライン１００を介して、マニピュレータ４４が担持するスプレー・ガン４６に移送する。真空ポンプ８４および１０２、および第４粉体受け９４に関連付けられた計量装置の動作は、上記で検討したのと同じ方法、つまりそれぞれ再生ホッパー８０および第２供給ホッパー９６に関連付けられたロードセル１０６Ｄおよび１０６Ｅからの信号に応じて、制御装置１０８によって支配される。正圧粉体ポンプ９８の動作も、粉体吹付けブース１２内に車体３２が存在するか否かに応じて、制御装置１０８に支配される。粉体キッチン１４内の弁９０および９２は、上述した弁７０および７２と同じ方法で機能する。
【００４０】
粉体移送システムに関連付けられた個々の要素について、それぞれ詳細に検討する前に、粉体移送システムのさらに別の特徴２つについて、述べておいたほうがよい。用途によっては、再生ホッパー８０に要求される粉体塗装材料の総量が、収集回収システム１６から供給される過剰吹付け粉体塗装材料の量を上回ることがある。常に再生ホッパー８０内に十分な量の粉体塗装材料が確実に存在するために、未使用の粉体塗装材料を含む１次ホッパー６０は、再生ホッパー８０によって担持されるミニサイクロン１１４にライン１１２によって接続される粉体ポンプ１１０を含む。このミニサイクロン１１４は、オハイオ州アムハーストのノードソン コーポレーションが型番PC-4-2で市販している。再生ホッパー８０に関連付けられたロード・セル１０６Ｄによって、再生ホッパー８０内の粉体材料が必要重量を下回り、粉体を収集回収システム１６から十分に供給できないことが感知されたら、制御装置１０８が粉体ポンプ１１０を起動して、未使用の粉体塗装材料を、ライン１１２およびミニサイクロン１１４を介して再生ホッパー８０に移送し、その粉体の総量を補充する。このような移送が必要な場合は、未使用の粉体塗装材料と過剰に吹き付けられて収集されたブース１２からの粉体塗装材料との両方を、再生ホッパー８０内で混合し、その後、上述した方法でスプレー・ガン４６に供給する。
【００４１】
図１に示した粉体移送システムのさらに別の態様は、粉体キッチン１４内に位置し、ライン１１８によって１次ホッパー６０の頂部にある通気孔１２０に接続される通気ユーティリティ・コレクタ１１６を使用する。同様に、これも粉体キッチン１４に含まれる第２通気ユーティリティ・コレクタ１２２は、ライン１２４によって再生ホッパー８０の通気孔１２６に接続される。通気ユーティリティ・コレクタ１１６、１２２はそれぞれ、１次および再生ホッパー６０、８２の内部を通気し、このようなホッパー６０、８２の内部上方から「微粉」を除去する。本明細書では、「微粉」という用語は、通常は粉体供給ホッパーの上方部分付近に集中し、スプレー・ガン４２および４６などのスプレー・ガンから放出されたときに、静電気を帯電せず、塗布すべき物体に到達するのに十分なモーメントも持たない、１０μ未満の非常に小さい直径の粉体材料の粒子を指す。このように小さい粒子は、通常は塗布すべき物体の表面に引き付けられず、したがってシステム内に溜まる傾向があり、塗着効率、つまり塗布すべき物体に付着する粒子の割合が下がる。したがって、これらの小さい粒子つまり微粉は、粉体キッチン１４内の通気ユーティリティ・コレクタ１１６および１１２で除去して、その後処分すると有利である。
【００４２】
図１０の粉体塗装システムおよび操作方法
図１０を参照すると、本発明による粉体塗装システム５００の別の実施形態が、概略的に図示されている。粉体塗装システム５００は、図１に示して上述した要素を幾つか含むので、図１と共通の構造を特定するために、図１０では同じ参照番号を使用する。
図１０のシステム５００と図１のシステム１０との区別は、主に、様々なタイプの未使用の粉体塗装材料を使用する特定の吹付け用途では、「微粉」の過剰な蓄積を回避するために注意する必要がある、という認識に基づく。「微粉」という用語は、サイズが約１０ミクロン未満の粉体粒子を指す。上述したように、微粉が過剰に蓄積すると、ホッパー６０、６８内での流動化の低下、塗装すべき部品上での衝突融合、フィルタ・カートリッジおよび篩の目詰まり、吹付けブース１２および様々な塗装用ディスペンサ４２、４６の粉体の蓄積の増加、および塗着効率の低下という問題を生じることが分かっている。多くのタイプの粉体塗装材料で、粉体塗装材料の総量の約３０％以上の微粉が蓄積すると、上で挙げた問題が１つ以上発生するが、粉体塗装材料のタイプによって、用途で問題を生じる微粉の割合は異なる。
【００４３】
スプレー・ガン４２、４６に供給される粉体塗装材料内への過剰な量の微粉の蓄積に関する懸念に加えて、粒子を粉体状にした塗装材料の塗装時には、完成品の外観も考慮すべき要素である。たとえば、比較的大きい、または粗い粒子の割合が増加するにつれ、表面の仕上げは劣化する傾向がある。たとえば、約７０ミクロンより大きい粒子は、約１０ミクロンの粒子と同程度には、塗装すべき部品の表面上を流れず、したがって表面仕上げが粗くなる。これに対して、粒子が小さい方が表面の仕上げは良好であるが、このような小さい粒子の相対的割合が所定のレベルを超えると、上記の問題が優勢になる。
【００４４】
過剰な微粉の蓄積を抑制しながら許容可能な表面仕上げを保持するという問題に対処するため、図１０に示すシステム５００は、１対の供給ライン５０４、５０５によって、未使用粒子粉体材料を含む１次ホッパー６０に接続された混合ホッパー５０２と接続し、１対の供給ライン５０６、５０７によって、上述のようにブース１２から過剰吹付け粉体を受け取る再生ホッパー８０と接続する。ゲート弁５０８が、１次ホッパー６０から混合ホッパー５０２へと延びる供給ライン５０４、５０５のそれぞれに配置され、再生ホッパー８０と混合ホッパー５０２との間の各ライン５０６、５０７には、ゲート弁５０９が取り付けられる。混合ホッパー５０２は、移送ライン５１２によって第４粉体受けユニット９４に接続され、これは図１の実施形態では、ライン８８によって再生ホッパー８０に接続されていた。
【００４５】
上記以外に、図１に図示した塗装システム１０とシステム５００とのその他の構造的な違いは、ライン５１６によって各粉体受け６６および９４に接続された単一の真空ポンプ５１４を使用することである。上述したように、図１の実施形態では、２個の真空ポンプ６９および１０２を使用して、塗装材料をそれぞれ粉体受け６６、９４に移送する負圧を提供していた。また、図１０では、図１に描いた２個の通気ユーティリティ・コレクタ１１６、１２２の代わりに、１個の通気ユーティリティ・コレクタ５１８を使用する。通気ユーティリティ・コレクタ５１８は、上述したものより容量が大きく、図１０の粉体キッチン１４の右側部分に示すように、ライン５２０によってフィルタ・ユニット５２２に接続される。フィルタ・ユニット５２２は、ダクト５２４によってファン５２６に接続される。通気ユーティリティ・コレクタ５１８は、ライン５１９によって１次ホッパー６０に、ライン５２１によって再生ホッパー８０に、ライン５２３によって混合ホッパー５０２に接続される。
【００４６】
図１の通気ユーティリティ・コレクタ１１６、１２２の検討に関連して上述したように、通気ユーティリティ・コレクタ５１８の目的は、１次ホッパー６０、再生ホッパー８０および混合ホッパー５０２内に存在する微粉の少なくとも一部を除去して、過剰な微粉の蓄積を回避し、上述したのと同じ付随の問題を回避することである。にもかかわらず、通気ユーティリティ・コレクタ１１６、１１２や５１８は、それ自体では、スプレー・ガンの少なくとも一部に供給される未使用の粉体塗装材料と再生粉体塗装材料との全体的な混合物における微粉の相対的体積百分率を、適切に制御するには十分ではない。
【００４７】
図１０の粉体塗装システム５００は、図１に関連して上述したのと同じ方法で作動するが、未使用の粉体塗装材料と再生または過剰吹付けの粉体塗装材料との混合物が、塗装用ディスペンサ４６に供給される。図１で図示し上述したように、過剰吹付け粉体材料を再生ホッパー８０からガン４６に直接供給するのではなく、本発明のシステム５００は、未使用の粉体塗装材料を過剰に吹き付けたか再生した粉体塗装材料と適切な体積百分率で混合し、混合ホッパー５０２内に過剰な微粉が蓄積しないこと、および塗装用ディスペンサ４６に供給されるこのような混合物で、適切な粒子サイズの分布が獲得されることを保証する操作の方法および手段を提供する。未使用粉体供給ライン５０４、５０５に関連付けられたゲート弁５０８、および再生粉体供給ライン５０６、５０７に関連付けられたゲート弁５０９は、制御装置１０８内でソフトウェアが実行する数学モデルに従い、制御装置１０８が操作する。数学モデルの目的は、定常運転における混合ホッパー５０２内の粒子サイズの分布を予想することであり、これを用いると、「安定した」運転をする、つまり過剰な微粉がなく、容易に流動化して塗装すべき部品にポンプで送り、吹き付けることができる粉体混合物が得られるよう、再生ホッパー８０からホッパー５０２に供給される再生または過剰吹付け粉体と組み合わせるため、供給ホッパー６０から混合ホッパー５０２に未使用の粉体塗装材料をどの程度加えねばならないか、決定することができる。
【００４８】
まず図１２および１３を参照すると、粉体塗装材料内の粒子サイズ分布が、グラフで描かれている。「粒子サイズ分布」という用語は、所定の粉体塗装材料サンプルの特定のサイズ範囲における粉体粒子の体積百分率を指す。図１２は、オハイオ州クリーブランドのFerro製でNo.158E114として販売されている、未使用の粉体塗装材料の粒子サイズ分布を示す。この未使用の粉体塗装材料は、粒子サイズの中央値が２２ミクロンで、グラフで示すデータ点は、このタイプの未使用粉体塗装材料内の１６の粒子サイズ範囲の合計の体積百分率を、マサチューセッツ州サウスボローのマルバーン インスツルメンツ インコーポレーテッド（Malvern Instruments，Inc.）が市販しているMalvern PSD分析器などのレーザ回折粒子サイズ分析器で物理的に測定し、表したものである。１６の粒子サイズの範囲は、たとえば０．５〜１．９μ、１．９〜２．４μなどで、容易に図示できるよう選択した範囲であり、本発明の方法に関する以下の記述においては、様々な他の粒子サイズ範囲を用いることができると考えられる。
【００４９】
図１３は、図１２と同様のグラフであるが、ブース１２内で所定の車体３２に未使用の粉体塗装材料を塗布した後に、粉体吹付けブース１２から再生または収集した粒子状粉体塗装材料内の粒子サイズ分布を表すものである。つまり、図１３は、図１２で示した未使用の粉体塗装材料で１回吹付け作業をした後、吹付けブース１２内で車体３２に付着しなかった粉体塗装材料の粒子サイズ分布を示す。図１３に示す粉体の粒子サイズ分布も、MalvernのPSD分析器で測定し、図示のように、図１３の１パス後の過剰吹付け粉体サンプルには、図１２の未使用の粉体塗装材料より、小さめの粒子の割合が大きい。これは、おおむね、大きい粉体粒子の方が、物体上に付着する前に塗装用ディスペンサ４２または４６によって容易かつ効率的に静電気を帯電し、このように大きい粒子のほうが質量が大きいので、吹付けブース１２内の車体３２に流れるためのモーメントが大きいからである。
【００５０】
本発明の数学モデルの目的は、システム５００の定常運転の間、１次ホッパー６０からの十分な量の未使用粉体塗装材料を、連続的に混合ホッパー５０２に導入して過剰な微粉の蓄積を回避し、許容可能な全体的粒子サイズ分布を維持できるよう、システム内に残る、つまりブース１２内の車体３２に付着しない粉体の粒子サイズ分布を数学的に予測することである。
【００５１】
時間の経過に伴う粒子サイズ分布の変化を計算するためには、粒子がシステム内に残る確率を決定しなければならない。分布のサイズ範囲ごとの確率係数を求める方法について、以下で簡単に述べ、その後、数学的に詳述する。その目的は、未使用の粒子サイズ分布をかけると過剰に吹き付けた粒子のサイズ分布が得られる数字の組（確率係数）を見いだすことである。
(ｉ)まず、サイズの範囲ごとに、再生粒子のサイズ分布に対する未使用粒子のサイズ分布の割合を得る。この割合は、様々な粒子サイズが部品に引き付けられる相対的傾向の尺度である。１以上の割合を有する粒子サイズは、割合が１未満の粒子サイズより、部品に引き付けられやすい。この後者の粒子は、システム内に残る傾向がある。
(ii)次に、パラグラフ(ｉ)からのデータの累積合計を１．００まで正規化し、確率分布が依然として全粒子の１００％を反映していることを保証する。
(iii)粉体がシステム内に残る確率を、「１」の値から各粒子サイズの上記の確率分布を引き、正規化して計算する。しかし、この数学的操作でも、まだ必要な確率分布は得られない。求めているのは、未使用粒子のサイズ分布をかけると過剰に吹き付けた粒子のサイズ分布が得られる数字の組である。
(iv)この粒子サイズ分布の計算値と過剰に吹き付けた粉体の粒子サイズ分布との良好な整合を得るため、上記のパラグラフ(iii)の分布に、各粒子サイズの適切な乗数を使用する。この新しい数字の組も正規化すると、その結果得られる値は、システムを通る各サイクルの粒子サイズ分布に確率係数をかけた値である。
【００５２】
上記で概略した方法の最初のステップは、上述したMalvernのＰＳＤ分析器を使用して、所定の塗装用途に使用する未使用粉体塗装材料の粒子サイズ分布Ｆvを、物理的に測定する。次に、塗装すべき特定の車体３２が存在する所定の構成の吹付けブース１２中にこの材料を吹き付けてから、過剰吹付けまたは再生粉体塗装材料を収集する。本明細書の検討では、このような過剰に吹き付けた粉体材料を「１パス再生」、つまり１回「パス」または吹付け作業の後に再生された粉体を指す。次に、１パス再生の粒子サイズ分布を物理的に測定して、Ｆrを求める。
【００５３】
図１２および１３で分かるように、粒子サイズ「分布」とは、０．５ミクロンから１８８ミクロンの１６の別個の粒子サイズ範囲を合計した体積百分率を指す。したがって、用語ＦvおよびＦrは、次のように表現される。
【００５４】
【数１】
0003708445.tif 000002
ここで、Ｆv1＝サイズが０．５〜１．９μの未使用粉体塗装材料の粒子の体積百分率、Ｆv2＝サイズが１．９〜２．４μの未使用粉体塗装材料の粒子の体積百分率、・・・・である。
【００５５】
【数２】
0003708445.tif 000003
ここで、Ｆr1＝０．５〜１．９μの１パス再生粉体塗装材料の粒子の体積百分率、Ｆr2＝１．９〜２．４μの１パス再生粉体塗装材料の粒子の体積百分率、
・・・・である。
【００５６】
測定した粒子サイズ分布ＦvおよびＦrを、制御装置１０８に入力し、これは以下のように粒子サイズ分布の商を計算することができる。
【００５７】
【数３】
0003708445.tif 000004
上述の式（３）から得られた商を、次に下記の関係に従って正規化する。
【００５８】
【数４】
0003708445.tif 000005
これは、２段階のプロセスで達成されるが、まずＦv／Ｆr1の商、つまりＳを求める。
【００５９】
【数５】
0003708445.tif 000006
その後、図１２および１３のグラフで示した１６の粒子サイズ範囲のそれぞれについて、様々な商を「正規化した」値を、次のように計算する。
【００６０】
【数６】
0003708445.tif 000007
制御装置１０８のソフトウェアが実行する計算の次のシーケンスによって、たとえば各粒子サイズ範囲のＰ1〜16などの、確率係数Ｐの解が得られる。確率係数Ｐ1〜16は、図１２および１３に示した１６のサイズ範囲のそれぞれで、粒子がシステム５００内に残る、つまりブース１２内の車体３２に引き寄せられず、したがって過剰吹付け粉体として再生される確率を表す。この情報が重要なのは、上述したように、システムの安定性が、混合ホッパー５０２内の微粉の体積百分率を、３０％などの所定レベルより下に維持することにかかっているからである。確率係数Ｐ1〜16を求めるのに用いる式は、以下のように与えられる。
【００６１】
【数７】
0003708445.tif 000008
ここでＦA＝調整係数 ｘ＝整数１〜１６ Ｐ＝確率係数Ｐ1、Ｐ2・・・Ｐ16式（７）のＦA項より後の部分は、次の２段階の計算で求める。まず、係数Ｚを次のように計算する。
【００６２】
【数８】
0003708445.tif 000009
次に、式（８）に基づく計算から得られた商を、１に正規化する。
【００６３】
【数９】
0003708445.tif 000010
式（９）に基づく計算から得られた商はそれぞれ、図１２および１３のグラフの１６の粒子サイズ範囲それぞれについて、正規化した値を表す。次に、この値を式（７）に用いて、各粒子サイズ範囲の確率係数Ｐ、つまり各サイズ範囲が特定の塗装作業の後にシステム内に残る（部品に付着しない）確率を表す。
たとえば、式（７）を書いて、０．５〜１．９ミクロンという第１グループの粒子のサイズを有する粉体粒子について、次のように、確率係数Ｐ1を求めることができる。
【００６４】
【数１０】
0003708445.tif 000011
１６グループの粒子サイズのそれぞれについて、試行錯誤によって経験的に「調整係数」ＦAを求めることができるので、次の式は、未使用粒子および１パス再生粒子の実際の測定値より正確である。
【００６５】
【数１１】
0003708445.tif 000012
【００６６】
【数１２】
0003708445.tif 000013
【００６７】
【数１３】
0003708445.tif 000014
つまり、式（１）および（２）で述べたように、レーザ回折粒子サイズ分析器で最初に得た粒子サイズ分布ＦvおよびＦrの実際の測定値を用いて、適切な調整値ＦAを導き、Ｆr16の最終的な数学的計算値が可能な限り正確になることを保証する。上述した粉体塗装材料のタイプが与えられたとすると、０．５〜１．９μから８７．２〜１８８μに増加する粒子サイズ範囲の実際の調整係数ＦA1〜16は、それぞれ１．０、０．９５、０．９０・・・０．２５であることが好ましい。
【００６８】
上記のように確率係数Ｐ1〜16がそれぞれ計算されたら、この値も、上記と同じ方法で１．０に正規化しなければならない。これで、その結果得られたＰ1〜16の正規化した値を、たとえば未使用粉体の粒子サイズ分布にかけるなど、乗数として用いて、装置１０を通る各サイクルの過剰吹付け粒子サイズ分布を数学的に予測することができる。
【００６９】
以上の検討は、単純に言うと、システムにこれ以外の未使用粉体材料が追加されず、元の量の粉体材料が連続的な塗装作業中にリサイクルされる、ということを前提とした数学的モデルに基づくものであった。粉体塗装材料は、通常の運転状態では、ブース１２内の車体３２などの物体に付着し、絶えず交換しなければならないので、システム５００の実際の動作を近似するには、所定の分率の未使用粉体材料がシステムに追加されるという数学的モデルが必要である。
【００７０】
上記で、式（１）〜（１３）で与えられた計算を繰り返さず、以下の関係式を用いて、式（１１）〜（１３）から１パス再生の粒子サイズ分布を表す。
【００７１】
【数１４】
0003708445.tif 000015
したがって、項Ｆrは、式（１）〜（１３）の数学的モデルを用いて計算したように、第１パス再生粉体内の粒子サイズ分布を表す。
式（１４）で１．０に正規化して、第１パスまたは塗装運転の後に再生粉体に追加される新しい未使用粉体の体積分率ｙの追加を考慮すると、次の関係式が導かれる。
【００７２】
【数１５】
0003708445.tif 000016
ここで、ｙ＝１パス再生粉体の収集後にシステムに追加される未使用粉体塗装材料の体積分率、Ｆriy＝分率ｙの未使用粉体塗装材料を含む１パス再生粉体の粒子サイズ分布、ｉ＝未使用粉体塗装材料から始まるパス数の指数、である。
Ｆriyの値を計算すると、その後の「パス」または塗装作業の粒子分布を、次のように表現することができる。
【００７３】
【数１６】
0003708445.tif 000017
式（１６）を１．０に正規化してから、次の計算を実行する。
【００７４】
【数１７】
0003708445.tif 000018
項Ｆri+1yは、分率ｙの未使用粉体を含む第２パス再生粉体（ｉ＋１）内の粒子分布を表す。
【００７５】
図１４のグラフに描かれたタイプの曲線を生成できるよう、この同じ計算のシリーズを、サイクル数だけ繰り返す。図１４は、未使用粉体の分率または体積百分率を変化させて、Ferro 158E 114粉体塗装材料を吹き付けたときに存在する微粉の体積百分率を表す。図１４のグラフの各曲線は、再生粉体中の未使用粉体ｙの様々な体積百分率を表し、粉体の体積百分率がサイクル数または連続的な塗装作業とともに変化する様子を描く。式（１５）および（１７）からの計算、および全粒子サイズ（ｉ＋１６）に関するこれの逐次反復法に基づき、１６の粒子サイズ範囲の全範囲にわたる粒子サイズ分布の計算値が得られる。制御装置１０８のソフトウェアが作動して、１６のサイズ範囲のそれぞれにおいて、１０ミクロン以下の全粒子の体積百分率の計算値を合計し、連続的サイクルまたは塗装作業のそれぞれについて、図１４のグラフの縦座標上の値が得られる。微粉の体積百分率が、連続するサイクルとともに変化し、再生粉体に対する未使用粉体の分率の変化とともに変化する様子を示すため、例証として、幾つかの異なつたｙの値の計算値を、図１４に含めた。
【００７６】
図１４の曲線は、粒子サイズの中央値が約２２ミクロンのFerro 158E114未使用粉体塗装材料を使用して、上記の式から数学的に導かれた。このタイプの材料の場合、上記の過剰な微粉の蓄積という問題を回避するため、微粉の体積百分率を約３０％未満に維持するとよいことが分かっている。図１４のグラフから、３０％未満という微粉の体積百分率を維持するためには、定常運転中に、システム５００に６５％を超える、あるいは約７０％のオーダーの分率ｙの未使用粉体を追加するとよいことが観察される。これは、制御装置１０８の操作によって実行され、これは、１次ホッパー６０から混合ホッパー５０２への各ライン５０４、５０５のゲート弁５０８、および再生ホッパー８０と混合ホッパー５０２との間に延びる各ライン５０６、５０７のゲート弁５０９を選択的に開閉する。
【００７７】
上述したように、本明細書で用いる数学的モデルは、様々な体積百分率の未使用粉体を含む粉体塗装材料について、混合ホッパー５０２内の微粉の百分率を示すのに有用である。こうすると、システム５００の定常運転中、混合ホッパー５０２内に過剰な微粉が蓄積しないよう、適切な体積分率の未使用粉体を混合ホッパー５０２に追加することができる。安全対策として、本発明のシステム５００は、混合ホッパー５０２内の粒子サイズ分布を監視して、混合チャンバ５０２内の実際の微粉の百分率を数学的モデルで予想された値と確実に一致させるソフトウェアも、制御装置１０８内に含まれている。
【００７８】
図１５を参照すると、上記のモニタ機能を実行する操作のシーケンスを図によって示した流れ図がある。最初に、サンプルを手動で混合ホッパー５０２から抜き取り、ブロック５２８で概略的に描いているように、上記と同じレーザ回折粒子サイズ分析器を使用して、混合ホッパー５０２内の実際の粒子サイズ分布ＦMを測定する。粒子サイズ分布の情報を、手作業または電子的にブロック５２８からライン５３０を介して制御装置１０８に入力する。その後、図１５に描かれた作業はすべて、制御装置１０８のソフトウェアが電子的に実行する。制御装置１０８が作動して、混合ホッパー５０２に含まれる、たとえば約１０ミクロン未満の粒子などの微粉の体積百分率を計算する。
【００７９】
ブロック５３２を参照のこと。このような体積百分率の計算値を代表する１つの値を、ライン５３４によってブロック５３６に入力し、ここで、システム５００が塗布する特定タイプの粉体塗装材料について、微粉の体積百分率の計算値と所定の最大体積百分率とを比較する。図１５に示した例証的な実施形態では、ブロック５３６に３０％という所望の最大体積百分率が名目上示されているが、他のタイプの塗装材料では、他の最小体積百分率の微粉の方が適切な場合もあることが理解される。微粉の百分率の計算値が３０％以下の場合は、ライン５３８によってブロック５２８に「ＮＯ」の信号が送り返され、次のモニタ期間が開始するまで、たとえば１日、１週間または他の所望の期間、モニタ・シーケンスは終了している。
【００８０】
ブロック５３６で、微粉の百分率の計算値が、混合チャンバ５０２内の粉体を重量で３０％上回っていると判断されると、ライン５４０を通ってブロック５３からブロック５４２に信号が送られる。ブロック５４２で示すように制御装置１０８が実行する計算は、重量分率Ｗ、つまり２０％、３０％などの分率を経験的に選択する。次に、制御装置１０８は、選択した重量分率Ｗを用いて、次の式を解く。
【００８１】
【数１８】
0003708445.tif 000019
ここで、Ｆf＝混合ホッパー内の微粉の所望の体積百分率で、たとえば＜３０％、Ｗ＝未使用粉体の重量分率、Ｆm＝混合ホッパー内の粉体の粒子サイズ分布、Ｆv＝未使用粉体の粒子サイズ分布、である。
【００８２】
選択した重量分率Ｗで、Ｆfの値が３０％より大きくなった場合は、別の、これより大きい重量分率Ｗを選択し、式（１８）を用いた計算を繰り返す。
【００８３】
図１５に示したモニタ・シーケンスの次のステップは、図１に関連して上述したタイプのロード・セル１０６を使用して、混合ホッパー５０２内の粉体を計量することである。ボックス５４４を参照のこと。次に、ブロック５４６で概略的に示すように、混合ホッパー５０２内の粉体の実際の重量を、混合ホッパー５０２の総重量容量と比較し、その計算を表す信号を、ライン５４８を介してブロック５５０に入力する。ブロック５５０で示すように、混合ホッパー５０２内の粉体のレベルが１−Ｗ以下の場合は、制御装置１０２が作動して、未使用粉体塗装材料を混合ホッパー５０２に入れる（ブロック５５２）。混合ホッパー５０２が満杯で、微粉の体積分率を所望のレベル、つまり＞（１−Ｗ）に下げるのに必要な体積分率Ｗの未使用粉体塗装材料を受け取れない場合は、制御装置１０８は、ブロック５５４で示すように混合ホッパー５０２から十分な量の粉体を放出してから、未使用粉体塗装材料を加える。未使用の粒子状粉体塗装材料を加えるための余地をとるよう、混合ホッパー５０２から放出または除去しなければならない粉体の量は、次の関係式から求めることができる。
【００８４】
【数１９】
0003708445.tif 000020
ここで、ＱD＝混合ホッパーから放出される粉体の分率、ＭＨw＝混合ホッパーの重量測定値、ＭＨc＝混合ホッパーの容量、である。
したがって、上記の一連の重量計算は、混合ホッパー５０２内には新しい未使用粉体塗装材料を受け入れるだけ十分な容量があり、したがって混合ホッパー５０２が溢れることなく、微粉の全体的な体積分率が下がるのを保証することである。未使用粉体塗装材料を追加した後（ブロック５５２）、次のモニタ期間までモニタ操作は終了している。
【００８５】
したがって、混合ホッパー５０２内で再生粉体塗装材料と未使用粉体塗装材料との所望の割合を維持する上記の方法は、塗装作業が進行するにつれて、混合ホッパー５０２内の重量損失を測定することに依存する。あるいは、重量測定値ではなく流量測定値に基づいて、混合ホッパー５０２に適切な量の再生および未使用粉体塗装材料を供給できる、と考えられる。この実施の形態では、混合ホッパー５０２から放出される粉体塗装材料の流量を、時間の経過とともに監視し、スクリュー供給装置（図示せず）などの流量制御装置を使用して、それぞれ再生ホッパー８０および１次ホッパー６０から、所定の量の再生粉体塗装材料および未使用粉体塗装材料の両方を、混合ホッパー５０２に追加する。１次ホッパー６０に関連付けられたスクリュー供給装置または同様の装置、および再生ホッパー８０に関連付けられた別個のスクリュー供給装置は、混合ホッパー５０２からの信号に応じて、または追加の未使用粉体塗装材料と再生粉体塗装材料とを混合ホッパー５０２に導入する所定の作業期間の後、あるいはその両方で、制御装置１０８によって起動されることが好ましい。
【００８６】
粉体受け
図２を参照すると、図１のシステム１０の検討に関連して上述した粉体受け５８が、詳細に図示されている。その他の粉体受け６６、８２および９４はそれぞれ、構造的にも機能的にも粉体受け５８に等しく、したがって本明細書では粉体受けのうち１個のみを詳細に検討することを理解されたい。また、粉体受け６００の代替実施形態については、図１１に関連して以下で開示する。
粉体受け５８は、板１３４でカートリッジ・フィルタ１３２を取り付けた中空の内部１３０を有するコレクタ筐体１２８を含む。コレクタ筐体１２８の一方側に沿って、掛け金１３８により開放可能な状態でアクセス・パネル１３６が固定されているので、カートリッジ・フィルタ１３２にアクセスすることができる。
コレクタ筐体１２８の内部１３０は、通気孔１４０によって通気され、その上端は、掛け金１４４によって固定されたキャップ１４３で閉じている。キャップ１４２は、板１３４に接続したカートリッジ・フィルタ１３２の開放端と整列した逆エア・ジェット弁１４６を搭載する。逆エア・ジェット弁１４６は、ライン１４８によってアキュムレータ１５０に接続され、それは図２で概略的に示す加圧空気の供給源７３に接続される。キャップ１４２は、第１真空ポンプ６２からの吸込みホースまたはライン６１に接続された取付具１５４を担持する。コレクタ筐体１２８の下部は、未使用粉体塗装材料を担持する容器からのライン５６に接続された粉体入口１５８を含む。コレクタ筐体１２８は、図２で示すように、粉体入口１５８から下方向に放射状内側に先細りになり、外部フランジ１６２を含む先細りの基部１６０を形成する。
【００８７】
上記で検討したように、１次ホッパー６０に関連付けられたロード・セル１０６Ａが適切に機能するためには、１次ホッパー６０に完全に粉体塗装材料がない状態で、これを「ゼロ設定」つまり重量の読取値をゼロに設定しなければならない。この方法により、ロード・セル１０６Ａは、実際に１次ホッパー６０に入る粉体塗装材料のみを計量する。１次ホッパー６０内で確実に粉体の重量を正確に読み取るために、第１粉体受けユニット５８に関連付けられたすべての要素を、１次ホッパー６０とは独立して、図２に示す枠１６４上で支持する。この枠１６４は、垂直の脚１６８上に支持された上板１６６、上板１６６と垂直脚１６８との間に延びる傾斜した筋交い１７０、および垂直脚１６８間の中間位置にある１個以上の水平支持体１７２を含む。
【００８８】
コレクタ筐体１２８は、コレクタ筐体１２８の外部フランジ１６２と上板１６６との間に延びるボルト１７４によって、枠１６４の上板１６６に取り付けられる。コレクタ筐体１２８の先細りの基部１６０から下方向に延びるのは、コレクタ筐体１２８を、カンザス州サリーナのプライマー ニューマティックス インコーポレーテッド（Premier Pneumatics，Inc.）が型番MDR-F-G-76-10NH-2-RT-CHE-T3で市販しているタイプの回転エア・ロック計量装置１７８に連結するフレキシブル・スリーブ１７６である。計量装置１７８は、１本の垂直脚１６８に接続した支持板１８４上に担持されたモータ１８２の出力部に、ベルト（図示せず）によって駆動接続される。モータ１８２が作動して、計量装置１７８内の一連の内部翼１８６を回転させ、計量した量の粉体塗装材料を、コレクタ筐体１２８の先細りの基部１６０から水平支持体１７２上に取り付けられた回転式篩１９６に移送する。回転式篩１９６は、ドイツのAzo Incorporatedが型式Ｅ−２４０で製造販売しているタイプの市販の商品である。回転式篩１９６は、粉体塗装材料を、第２フレキシブル・スリーブ１９８を通って１次ホッパー６０の粉体入口２００に移送する。これについては、図３でさらに詳細に図示し、以下で述べる。
運転時には、第１真空ポンプ６２が、制御装置１０８によって起動され、吸込みホースまたはライン６１に沿って真空を生成し、コレクタ筐体１２８の中空の内部１３０に負圧を生成する。これによって、未使用粉体塗装材料が、供給用容器５４からライン５６および粉体入口１５８を通って、コレクタ筐体１２８の中空の内部１３０に引き込まれる。粉体塗装材料の一部が、重力によってコレクタ筐体１２８の先細りの基部１６０に落下し、粉体塗装材料のある一部は、カートリッジ・フィルタ１３２の壁に溜まる。アキュムレータ１６０から定期的に供給された加圧空気が、カートリッジ・フィルタ１３２と整列した逆エア・ジェット弁１４７を通って、パルス状に搬送される。この空気のジェットによって、フィルタ１３２の壁に溜まった粉体塗装材料が離れ、コレクタ筐体１２８の先細りの基部１６０へと下方向に落下することができる。
【００８９】
粉体塗装材料は、モータ１８２の動作に応じて、エア・ロック計量装置１７８によってコレクタ筐体１２８から移送されるので、計量された量の粉体塗装材料が、回転式篩１９６に入る。粉体塗装材料は、回転式篩１９６を通過した後、重力によってフレキシブル・スリーブ１９８を通過し、１次ホッパー６０の粉体入口２００へと落下する。所定量の粉体塗装材料が１次ホッパー６０内に溜まったら、それに関連付けられたロード・セル１０６Ａが制御装置１０８に信号を送信し、これが第１真空ポンプ６２の操作を停止する。上述したように、図１の粉体移送システムのその他の粉体受けユニット６６、８２および９４はすべて、構造的にも機能的にも同一である。
【００９０】
図１１を参照すると、粉体受け６００の別の実施形態が、詳細に図示されている。粉体受け６００は、図２の検討に関連して上述した粉体受け５８、６６、８２および９４と部分的に類似し、図１１では、図２と共通の構造を特定するために同じ参照番号を使用する。粉体受け６００と粉体受け５８との１つの違いは、粉体塗装材料をコレクタ筐体１２８から１次ホッパー６０に移送するための構造である。特定のタイプの粉体材料を用いる用途では、粉体受け５８の先細りの基部１６０の領域で塗装材料がアーチ状またはブリッジ状になるので、中間で流れが停止することがあるのが分かっている。先細りの基部１６０が閉塞すると、粉体塗装材料は、エアロック計量装置１７８を通って図２で図示した構造の回転式篩１９６に入ることができない。また、図１１の粉体受け６００は、篩１９６を含まないが、ホッパー６０の上に配置して、ホッパー６０に導入する前に粒子状の粉体塗装材料を篩にかけることができると考えられる。少なくとも、たとえば受け５８および８２などの、システムに粉体塗装材料を最初に導入する箇所で、篩１９６を使用することが好ましい。図１を参照のこと。
【００９１】
図１１の粉体受け６００は、基本的に図２の粉体受け６８の上部で構成され、下部はコレクタ筐体１２８に向かう粉体塗装材料を流動化する構造を含むので、１次ホッパー６０に滑らかに移送することができる。コレクタ筐体１２８の底部は、流動床６０２を含む内部を規定し、これはキャップ１４２と、コレクタ筐体１２８の側壁から外側に延びて側壁にブラケット（図示せず）で支持された有孔板６０４との間に延びる。コレクタ筐体１２８の基部内の第２区域は、コレクタ筐体１２８の側壁１２９に取り付けられたブラケットによって担持された円形の取付板６１０と有孔板６０４との間に延びるエア・プレナム６０８である。コレクタ筐体内部の基部内の第３区域は、コレクタ筐体１２８の底壁６１４と取付板６１０との間に延びるモータ・チャンバ６１２である。以下で明白になる目的のために、粉体受け６００全体を、支持スタンド６１５の頂部に、１次ホッパー６０またはその他のホッパーの垂直方向上部の位置に取り付けることが好ましい。
【００９２】
供給ホッパー６００の基部には撹拌器６１６が設けられ、これは取付板６１０に接続されたモータ・マウントによってモータ・チャンバ６１２内に担持されたモータ６１８を含む。モータ６１８の出力は、軸受６２４内に回転可能な方法で担持された軸６２２に駆動接続される。軸受６２４は、軸受マウントによって取付板６１０に取り付けられ、エア・プレナム６０８を通って有孔板６０４のすぐ上の箇所まで、垂直上方向に延びる。軸受６２４を通って延びる軸６２２の頂部には、ロック・ナット６３０によって少なくとも２本のエントレインメント・アーム６２８が固定されるので、モータ６１８の動作に応じて、エントレインメント・アーム６２８が有孔板６０４に対して、その上の位置で回転する。
【００９３】
モータ・チャンバ６１２の片側に入る空気供給ライン６３６に、少なくとも２個の空気入口６３２が、管によって図示していない方法で接続される。この空気供給ラインは、加圧空気の供給源７３に接続される。
【００９４】
上方向に向く空気の流れが、空気入口６３２を通ってエア・プレナム６０８に入り、ここで空気は、軸受け６２４に取り付けられたバッフル６３８によって偏向する。このバッフルの目的は、本発明の譲受人の所有する米国特許第5,018,909号で詳細に開示され、その開示を、参照によって本明細書にそっくりそのまま組み込む。
【００９５】
移送管６４０は、一方端が、有孔板６０４の上かつ流動床６０２の内部で、コレクタ筐体１２８に接続される。移送管６４０の他方端は、１次ホッパー６０の入口６４２に取り付けられる。回転式エア・ロック１７８は、モータ１８２によって駆動され、いずれも粉体受け５８の検討に関連して上述したのと同じタイプであるが、移送管６４０内で接続される。図１１で概略的に示すように、モータ１８２の動作は制御装置１０８によって制御され、従って回転式エア・ロック１７８の動作もこれに制御される。粉体受け６００内の流動床６０２からの粉体塗装材料は、回転式エア・ロック１７８の動作に応じて、重力によって下方向に流れ、移送管６４０を通過してから１次ホッパー６０の内部に入る。モータ１８２が停止して、所望通りに回転式エア・ロック１７８の動作を停止し、移送管６４０を通る粉体塗装材料の流れを留める。粉体受け６００のこの構成が、１次ホッパー６０への粉体の滑らかな移送を提供し、このような粉体受け６００は、図１および１０双方の実施形態の代替品として利用できると考えられる。その他では、粉体受け６００は上述した粉体受け５８と同じ方法で機能し、そのような動作についての検討を、ここで繰り返すことはしない。
【００９６】
１次および再生ホッパー
１次ホッパー６０および再生ホッパー８０は、基本的に相互に等しく、検討するためには、１次ホッパー６０についてのみ図示し、詳細に述べる。図３および４を参照すると、１次ホッパー６０は、おおむね「８の字」の形状の内壁２０４を有する筐体２０２を含む。したがって、内壁２０４は、２つの円形部２０６および２０８を含み、これはそれぞれが筐体２０２の片側に接続された対向する三角形のバッフル２１２および２１４によって規定され、筐体２０２の中心にある直径減少区域２１０で合う。バッフル２１２、２１４はそれぞれ、筐体２０２の壁から内側に延びて合い、筐体内部２０３の中心に向かって頂部２２０を形成する１対のサイド・パネル２１６、２１８を有する。
図４で最もよく分かるように、有孔板２２２は、筐体２０２の基部付近のマウント２２４によって担持され、筐体内部２０３を、有孔板２２２と筐体２０２の上壁２２９との間にある流動床２２６と、有孔板２２２と筐体２０２の底壁２３２との間に位置するエア・プレナム２３０とに分離する。エア・プレナム２３０は、幾つかのバッフル２７０およびおおむねＵ字形の有孔空気管２７２を含む。
底壁２３２は、本発明の粉体移送システムに関連して上記で検討したロード・セル１０６Ａの頂部に配置される。
【００９７】
筐体２０２の上壁２２８は、第１撹拌器２３４と、第２撹拌器２３６と、ハンドル２４０および掛け金機構２４２を有して上壁２２８の開口部２４４に蝶番２４３によって取り付けられるアクセス・カバー２３８とを支持する。この開口部２４４は、１次ホッパー６０の粉体入口２００からずれるので、保守などのために、粉体入口２００と干渉することなく、筐体内部２０３にアクセスすることができる。第１撹拌器２３４は、軸２４８によってギア・ボックス２５０に接続されるモータ２４６を含む。ギア・ボックス２５０の出力は、管２５４内に収納された軸２５２に駆動接続される。軸２５２の下端には、少なくとも２個の撹拌器の櫂２５６が取り付けられ、これは内壁２０４によって形成された筐体内部２０３の円形部２０６の内部で、有孔板２２２の垂直上方の位置で回転する。第２撹拌器２３６は、第１撹拌器２３４と同様の構造を有する。第２撹拌器２３６は、ギア・ボックス２６２に接続された軸２６０を有するモータ２５８を含み、ギア・ボックスの出力は、管２６６内に収納された軸２６４に駆動接続される。２個以上の櫂２６８が、内壁２０４によって形成された筐体内部２０３の他方の円形部２０８内で、軸２６４の基部に取り付けられる。図４で示すように、第２撹拌器２４６に関連付けられた軸２６４および管２６６は、第１撹拌器２３４のそれよりわずかに長いので、第２撹拌器２３６の櫂２６８は、第１撹拌器２３４より有孔板２２２に近い位置にある。櫂２５６、２６８は重なるが、垂直方向にずれているので、互いに干渉することはない。
【００９８】
上述したように、本発明の一つの態様は、たとえば１時間当たり１３６．２キログラム（３００ポンド）以上などの大量の粉体塗装材料を、１秒当たり０．４５４ないし０．９０８キログラム（１ないし２ポンド）などの流量で移送しながら、粉体塗装材料の流れで所望の密度および粒子分布を維持することである。上述したように、「密度」という用語は、粉体と空気との相対的な混合または割合を指し、「粒子分布」という用語は、粉体塗装材料の流れの中の様々なサイズの粉体粒子の分布を指す。１次ホッパー６０および再生ホッパー８０は、粉体塗装材料の高いスループットにおいて、所望の密度および粒子分布の要件を満たすよう設計されている。
【００９９】
運転時には、エア・プレナム２３０内の有孔空気管２７２に加圧空気が導入されて、空気の上向きの流れを生成し、これがバッフル２７０によって有孔板２２２の底部全体にむらなく分布する。粉体塗装材料は、粉体入口２０を通って筐体内部２０３に導入され、流動化用の上向きの空気の流れによって、および第１および第２撹拌器２３４、２３６の動作によって、有孔板２２２に沿って分布する。撹拌器の櫂２５６、２６８が、有孔板２２２に対して動くにつれ、内壁２０４によって規定された筐体内部２０３の「８の字」形によって、内部の「死点」がほぼなくなるので、粉体塗装材料は有孔板２２２の表面全域に沿ってむらなく分布し、粉体材料の凝集または蓄積がほぼなくなる。これによって、流動床２２６内に粉体がむらなく均一に分布し、所望の粒子分布および密度になる。第２真空ポンプ６９が起動すると、空気に混入した粉体塗装材料が、１次ホッパー６０の筐体２０２から吸い出され、筐体内部２０３に挿入された吸込み管２７４を通り、筐体内部は、上述した移送ライン６４に接続されている。
【０１００】
供給ホッパー
第１および第２供給ホッパー６８および９６は、基本的に構造が等しいので、ここでは第１供給ホッパー６８についてのみ詳細に検討する。図５を参照すると、供給ホッパー６８は、カバー２７９で閉じられた開口部を付けて形成された上壁２７８と、ほぼ円筒形の側壁２８０と、ロード・セル１０６Ｂに担持された底壁２８２とを備える。筐体２７６は、基本的に３つの別個の区域に分離した内部を規定する。１つの区域は、筐体の側壁２８０から外方向に延びてブラケット２８８によって側壁に支持された有孔板２８６と上壁２７８との間に延びる流動床２８４である。筐体２７６内の第２の区域は、側壁２８０に取り付けられたブラケット２９４によって担持された円形の取付板２９２と有孔板２８６との間に延びるエア・プレナム２９０である。筐体２７６の内部の第３の区域は、取付板２２９２と底壁２８２との間に延びるモータ・チャンバ２９６である。
【０１０１】
供給ホッパー６８には、取付板２９２に接続されたモータ・マウント３０２によってモータ・チャンバ２９６内に担持されたモータ３００を含む撹拌器２９８が設けられている。モータ３００の出力は、軸受３０６内に回転可能な状態で担持された軸３０４に、駆動接続される。軸受３０６は、軸受マウント３０８によって取付板２９２に取り付けられ、エア・プレナム２９０を通って垂直上方向に延び、有孔板２８６のすぐ上の箇所に至る。軸受２０６を通って延びる軸３０４に頂部には、ロック・ナット３１０によって少なくとも２つの櫂３０８が固定されているので、モータ３００の動作に応じて、櫂３０８は有孔板２８６に対し、そのすぐ上の位置で回転する。
【０１０２】
少なくとも２個の空気入口３１２が、取付板２９２に担持され、管３１４によって、モータ・チャンバ２９６の片側に入る空気供給ライン３１６に図示していない方法で接続される。この空気供給ライン３１６は、粉体受けに関して上述した加圧空気供給源７３に接続される。空気入口３１３を通ってエア・プレナム２９０に、上方向の空気の流れが提供され、ここで空気は、軸受３０６に取り付けられたバッフル３１８によって偏向する。このバッフル３１８は、粉体受け６００に使用したものと同じタイプで、上述した米国特許第5,018,909号で開示されている。
【０１０３】
運転時には、粉体塗装材料が、筐体２７６の側壁２８０に沿って取り付けられた先細りの粉体入口２７６を通って、筐体２７６の流動床２８４内に導入される。モータ３００が作動して、櫂３０８を回転するので、粉体塗装材料は死点なく有孔板２８６に沿ってむらなく分布する。粉体塗装材料は、空気供給ライン３１６および空気入口３１２からの上方向の空気の流れによって、有孔板２８６に沿って流動化される。粉体塗装材料を筐体２７６から取り出すために、ポンプ７４などの１個以上の粉体ポンプを操作し、有孔板２８６のすぐ上で筐体内部へと延びる吸込み管３２２を通って、粉体塗装材料を吸い出す。供給ホッパー６８から粉体を吸い出すために、複数の粉体ポンプ７４を使用できることを例証するため、図５に幾つかの吸込み管３２２を示す。
【０１０４】
ロボット・ホッパー
図１に概略的に示したロボット・ホッパー７８を、図６にさらに詳細に示す。
【０１０５】
本発明の好ましい実施形態では、ロボット・ホッパー７８は、上端に１つ以上の櫂３３０が取り付けられている軸３２８に駆動接続されたモータ３２６を収容するモータ・チャンバとエア・プレナムとの混合３２４を形成する円筒形の基部を含む。ロボット・ホッパー７８の頂部は、エア・プレナムおよびモータ・チャンバ３２４と連絡する有孔板３３６によって形成された底壁と上壁３３４とを有する円筒形の筐体３３２を含む。円筒形の筐体３３２は、流動床３３８を規定し、その中には長方形の板またはバッフル３４０が取り付けられている。バッフル３４０は、有孔板３３６の上に垂直に間隔をおき、流動床３３８を２つの区画に分割する。バッフル３４０の一方の区画または側では、供給ホッパー６８からの粉体塗装材料が、円筒形筐体３３２の頂部に概略的に図示された粉体入口３４２に通って導入される。粉体ポンプ７９に関連付けられた吸込み管３４４が、バッフル３４０の反対側で円筒形筐体３３２に取り付けられ、この吸込み管３４４は、有孔板３３６のすぐ上で終了している。
【０１０６】
ロボット・ホッパー７８は、供給ホッパー６８に関連付けられた粉体ポンプ７４から、ライン７６を介して粉体塗装材料を受け取る。粉体塗装材料は、円筒形筐体３３２の粉体入口３４２に入り、バッフル３４０の一方側に沿って下方向に向かい、有孔板３３６に至る。モータ３２６が作動して、有孔板３３６のすぐ上の櫂３３０を回転するので、空気に混入した粉体材料の均一な流れが、吸込み管３４４を通って粉体ポンプ７９から引き出され、ロボット４０およびそれに関連付けられたスプレー・ガン４２に送られる。円筒形筐体３３２の内部にバッフル３４０があると、有孔板３３６にわたる粉体塗装材料の流動化を安定させるのに役立ち、粉体ポンプ７９によって引き出される粉体塗装材料の流れに、確実に所望の密度および粉体分布が維持される。
【０１０７】
粉体収集回収システム
図１および７ないし９を参照すると、粉体収集回収システム１６が、さらに詳細に図示されている。このシステム１６は、全体としてShuticその他に帰される米国特許第5,078,084号で開示されたシステムに関係があり、その開示は、参照により本明細書にそっくりそのまま組み込む。上述したように、粉体収集回収システム１６は、粉体吹付けブース１２の床２０の下で、車体３２がコンベヤ３４によって移送されるブース１２の中心部３６のいずれかの側に位置する。図７の左側の部分で示すように、格子３８がブースの床２０を覆うので、過剰に吹き付けた空気混入の粉体塗装材料は、ブース室内３０のいかなる区域からもシステム１６内へと下方向に吸い込むことができる。
【０１０８】
粉体収集回収装置１６は、構造がモジュール式で、全体として、ブース１２の全長に沿って縦方向に延び並んで取り付けられた一連の粉体収集ユニット３４６を備える。図７の中央を参照のこと。図１および図４の右側で示すように、粉体収集ユニット３４６は、たとえば３つか４つのグループで、粉体収集ユニット３４６の下に位置する個々のファンまたはブロワ・ユニット３４８に接続される。
【０１０９】
各粉体収集ユニット３４６は、対向する側壁３５４、３５６、対向する端壁３５８、３６０、および傾斜した底壁３６２を有するコレクタ筐体３５０を含む。クリーン・エア・チャンバ３６４がコレクタ筐体３５０の頂部に位置し、内側に傾斜してそれぞれが幾つかの間隔をあけた開口部３６８を有する１対の支持板３６６、３６７、対向する側板３６９、３９０、およびそれぞれ側板３６９、３７０に蝶番で留められた１対のアクセス・ドア３７１、３７２によって形成される。
【０１１０】
クリーン・エア・チャンバ３６４は、コレクタ筐体３５０の長さにわたって延び、延長部３７３に接続するが、その目的については以下で述べる。コレクタ筐体３５０の下部は、有孔板３７６で規定された底壁および先細りの側壁を有する粉体収集チャンバ３７４を形成する。有孔板３７６は、コレクタ筐体３５０の基部３６２に、水平に対して約５度の角度で取り付けられ、その間にエア・プレナム３７７を形成する。入口（図示せず）を通って、有孔板３７６の下のエア・プレナム３７７に、上方向の空気の流れが導入されるので、粉体収集チャンバ３７４に入る粉体塗装材料は、有孔板３７６の頂部で流動化する。
本発明の好ましい実施形態では、２グループすなわち２列のカートリッジ・フィルタ３７８が、粉体収集チャンバ３７４内に位置し、図８で分かるように、逆Ｖ字形に配置される。各カートリッジ・フィルタ３７８の開放された頂部は、クリーン・エア・チャンバ３６４の支持板３６６、３６７の一方によって、この板３６６、３６７の開口部３６８の上の位置に担持される。各カートリッジ・フィルタ３７８は、上端にねじ込んだ中心棒３８２を有し、棒３８２に締め付けられたマウント３８４を受けるので、支持板３６６または３６７の一方が、マウント３８４とカートリッジ・フィルタ３７８の頂部との間に挟まれる。コレクタ筐体３５０の端壁３５８、３６０間に延びるフィルタ取付板３８６のうち１枚以上が、各カートリッジ・フィルタ３７８に追加の支持を提供することが好ましい。
上記で検討したようにコレクタ筐体３５０に入る粉体塗装材料を、カートリッジ・フィルタ３７８の壁から除去するために、カートリッジ・フィルタ３７８の各バンクに、１組または１グループのエア・ジェット・ノズル３９２が設けられる。１組のエア・ジェット・ノズル３９２が、クリーン・エア・チャンバ３６４内に取り付けられたノズル支持体３９４上に担持され、第２組のエア・ジェット・ノズル３９２が、クリーン・エア・チャンバ３６４内のノズル支持体３９６上に担持される。図８で示すように、各組のエア・ジェット・ノズル３９２は、１グループすなわち１列のカートリッジ・フィルタ３７８の開放された頂部に向けられている。各列のカートリッジ・フィルタ３７８に関連付けられたエア・ジェット・ノズル３９２は、空気ライン３９８によって油圧弁４００に接続され、これは加圧空気供給源７３に接続される。システム制御装置１０８からの信号に応じて、油圧弁４００が作動し、加圧空気のジェットがエア・ジェット・ノズル３９２から一方または両方の列のカートリッジ・フィルタ３７８へと放出されるよう、空気ライン３９８を通って加圧空気を選択的に方向づける。このパルス状の空気ジェットが、粉体塗装材料をカートリッジ・フィルタ３７８の壁から取り除くので、粉体塗装材料は、重力によって粉体収集チャンバ３７４へ、さらに有孔板３７６へと落下することができる。
【０１１１】
図１および７を参照すると、空気に混入した粉体塗装材料は、上述したブロワ・ユニット３４８によって生成された負圧がかかると、ブース内部３０から粉体収集ユニット３４６のそれぞれに吸い込まれる。各ブロワ・ユニット３４８は、ファンまたはブロワ４０４を収容するファン・プレナム４０２、および図１で概略的に示す幾つかの最終フィルタ４０６を含む。ファン・プレナム４０２は、幾つかの開口部４０８が形成され、その上に排気ダクト４１０が固定される。各排気ダクト４１０は、垂直上方向に延び、各粉体収集ユニット３４６に関連付けられたクリーン・エア・チャンバ３６４の１つの基部に位置する軸継手４１２と係合する。ファン・プレナム４０２内のブロワ４０４の作動に応じて、排気ダクト４１０内に負圧が生成され、各粉体収集ユニット３４６に関連付けられたクリーン・エア・チャンバ３６４内にも生成する。この負圧は、ブース室内３０に下向きの空気の流れを生じ、それに過剰に吹き付けた粉体塗装材料が混入する。空気に混入した粉体塗装材料は、吹付けブース１２の床２０にある格子３８を通過して、各粉体収集ユニット３４６に入り、ここで粉体塗装材料は、カートリッジ・フィルタ３７８の壁に沿って溜まるか、コレクタ筐体３５０の基部にある有孔板３７６上に落下する。
【０１１２】
本発明の粉体収集回収システム１６の重要な態様は、１つのブロワ・ユニット３４８が限られた数の粉体収集ユニット３４６に対応することである。たとえば、図７の右側部分に示したブロワ・ユニット３４８Ａには、それぞれが１つの粉体収集ユニット３４６に接続された排気ダクト４１０を受ける４つの開口部４０８で形成されたファン・プレナム４０２を有する。したがって、４つの粉体収集ユニット３４６に、１つのブロワ・ユニット３４８Ａが対応している。他のブロワ・ユニット３４８は、比較的小さいグループの隣接する粉体収集ユニット３４６に関連付けられ、その結果、ブース室内３０全体に均一な下向きの空気の流れが与えられる。さらに、各粉体収集ユニット３４６のクリーン・エア・チャンバ延長部３７３の構成によって、吹付けブース１２の一方側にある粉体収集ユニット３４６は、ブース１２の反対側にある粉体収集ユニット３４６に「あり継ぎ」つまり嵌合することができる。図７の中央を参照のこと。これによってスペースが節約され、ブース１２の全体的寸法が小さくなる。
【０１１３】
本発明の粉体収集回収システム１６の別の態様は、収集した過剰吹付け粉体を粉体収集ユニット３４６から回収して、粉体キッチン１４に再循環して戻すことである。上述したように、ブース室内３０からの空気に混入した粉体材料は、各粉体収集ユニット３４６に吸い込まれ、重力によって基部にある有孔板３７６上に落下するか、エア・ジェット・ノズル３９２から放出した加圧空気の定期的な噴射により、カートリッジ・フィルタ３７８の壁から取り除かれる。本発明の好ましい実施形態では、有孔板３７６への粉体の移動は、エア・ジェット・ノズル２９３から逆の加圧空気ジェットが放出されると振動するように、各粉体収集ユニットのコレクタ筐体３５０の壁３５４〜３６２を、たとえば１８〜２０ケージのＮｏ．３０４ステンレス鋼などの比較的薄手の金属で形成することによって助けられる。有孔板３７６は、水平に対して約５度の角度がついているので、その上の流動化した粉体塗装材料は、有孔板３７６の下端にあるコレクタ筐体３５０の一方側の出口４２２に向かって流れる。粉体収集ユニット３４６の各出口４２２は、分岐ライン４２４によって共通のヘッダ・パイプ４２６と接続され、これは粉体ブース１２の長さに沿って、その両側を縦方向に延びる。ヘッダ・パイプ４２６は、粉体キッチン１４内の第３粉体受け８２につながる再生ライン８６に接続される。各分岐ライン４２４内にギロチン型のゲート弁４２８を担持し、この弁が、粉体塗装材料が流れることができる開位置とこのような流れを妨げる閉位置との間で移動できることが好ましい。
【０１１４】
粉体キッチン１４内の第３真空ポンプ８４は、上述したように第３粉体受け８２および再生ホッパー８０に関連付けられるが、この起動に応じて、ヘッダ・パイプ４２６内に負圧が生成される。粉体移送システムに関連して上述したシステム制御装置１０８が作動して、各粉体収集ユニット３４６に関連付けられたゲート弁４２８を選択的に開放するので、その中の粉体はそれぞれの分岐ライン４２４を通ってヘッダ・パイプ４２６に吸い込まれる。多数の粉体収集ユニット３４６があるので、所与の時間には所定の数のゲート弁４２８しか開放されず、第３粉体受け８２および１次ホッパー８０につながる再生ライン８６に移送するためにヘッダ・パイプ４２６に入ることができる粉体材料の総量を制限する。
【０１１５】
図１を参照すると、圧力センサ４３０が、ブロワ・ユニット３４８のファン・プレナム４０２に接続されるよう、概略的に図示されている。圧力センサ４３０の目的は、ブロワ・ユニット３４８内の最終フィルタ４０６での圧力低下を感知し、それを表す信号を制御装置１０８に送信することである。所与のブロワ・ユニット３４８と関連付けられた粉体収集ユニット３４６内で１つ以上のカートリッジ・フィルタ３４８に故障またはその他の問題が生じた場合は、粉体塗装材料がクリーン・エア・チャンバ３６４を通過して、最終フィルタ４０６に至り、最終フィルタ４０６で圧力が低下する。この圧力低下は、圧力センサ４３０によって感知され、この時点で、このような圧力低下を表す信号が制御装置１０８に送信され、オペレータにこのような粉体収集ユニット３４６内に問題があることを警告する。幾つかのブロワ・ユニット３４６があるので、粉体収集回収システム１６内の故障を正確に指摘し、１つのブロワ・ユニット３４８および関連の粉体収集ユニット３４６のグループに帰することができる。これはシステムの保守を容易にし、オペレータは、このような問題が生じた時に、ブロワ・ユニット３４８のそれぞれを検査する必要がない。
【０１１６】
本発明は、好ましい実施形態に関連して述べてきたが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、その要素に様々な変更ができ、同等品で置換できることが理解される。また、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対して、多くの修正を特定の状態または材料に加えることができる。
たとえば、本発明のシステム１０は、単一の１次ホッパー６０、単一の再生ホッパー８０、ロボット・ホッパーおよびロボット４０に関連付けられた供給ホッパー６８、および頭上ガン・マニピュレータ４４に関連付けられた供給ホッパー９６があると述べてきた。図面で示し上述したシステム１０の実施形態は、本発明の主題となる事項を例証することを目的とし、システム１０は特定の用途の要件に応じて修正できることが理解される。複数の１次ホッパー６０および再生ホッパー８０を使用することができ、様々な組合せの供給ホッパーやロボット・ホッパーで供給した自動操作および手動操作のガンを含む、様々なスプレー・ガンの構成を使用することができる。
【０１１７】
したがって、本発明は、本発明を実行すると企画される最善のモードとして、開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は添付の請求の範囲に入るすべての実施形態を含むもとのする。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉体収集回収システムの一部および供給ホッパーを含む粉体吹付けブースの一方端部を描き、粉体キッチンの概略図を含む、本発明の１つの実施形態の部分概略図である。
【図２】粉体キッチンに含まれる１次ホッパーと粉体受けユニットとの立面図である。
【図３】図１に示す１次ホッパーの平面図である。
【図４】おおむね図３の線４−４に沿って切り取った断面図である。
【図５】本発明の供給ホッパーの１つの実施例の部分断面図の立面図である。
【図６】本発明のロボット・ホッパーの概略部分切断図である。
【図７】粉体収集回収システムの概略部分切断図である。
【図８】粉体収集チャンバの端面図である。
【図９】図８で描いた粉体収集チャンバの側面図である。
【図１０】本発明の粉体塗装システムの別の実施形態を除き、図１に類似の図である。
【図１１】図５に示した供給ホッパーの別の実施形態の部分断面図の立面図である。
【図１２】未使用の粒状粉体塗装材料の粒子サイズ分布を体積百分率で示したグラフである。
【図１３】再生した粒状粉体塗装材料の粒子サイズ分布を体積百分率で示したグラフである。
【図１４】所定数の再生サイクルの後に様々な百分率の未使用粉体を有する粉体塗装材料内に存在する、１０ミクロン未満の粒子サイズの粒状粉体塗装材料の百分率をグラフで示す、計算値の曲線の組である。
【図１５】図１０に示した本発明の実施形態で使用する制御装置が実施する測定および制御機能を描くブロック図である。
【符号の説明】
１２            粉体吹付けブース
４２、４６        スプレー・ガン
８０            再生ホッパー
８２            第３粉体受け
８４            第３真空ポンプ
１３０            中空の内部
１３２            フィルタ
１４６            逆エア・ジェット弁
１７８            回転エア・ロック計量装置
１９６            回転式篩
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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