(57)【要約】粒子ブラストシステムは、複数のポケットを外周面に形成したロータを有するフィーダアセンブリを備えている。搬送ガス流路はそれらのポケットを含み、それにより、ほとんどすべての搬送ガスがポケットを通って流れる。外周面に隣接したシールは、搬送ガス圧力によって作動して、それのシール面をロータの外周面に押しつける。始動時に、シール及びロータ間に大きい圧力がなく、始動トルク必要量が減少する。
2005523168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラスト媒体を供給源から搬送ガス流内へ送り込むように構成されたフィーダであって、
ａ）外周面を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータ、
ｂ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、前記ロータが前記軸を中心にして回転するとき、該複数のポケットの各々が第１位置及び第２位置間に周期的に配置される、複数のポケット、
ｃ）入口及び出口を有する搬送ガス流路であって、前記入口は、搬送ガス供給源に接続されるように構成されている、ガス搬送流路、及び
ｄ）前記外周面の少なくとも一部に接触する第１表面を有するシールであって、前記第１表面は、互いに離間配置された少なくとも１つの第１開口及び少なくとも１つの第２開口を有し、前記少なくとも１つの第１開口は前記入口に流体連通しており、前記少なくとも１つの第２開口は前記出口に流体連通している、シール、
を有し、
ｅ）前記搬送ガスは、前記複数のポケットの、前記第１及び第２位置間に位置するものを通って前記少なくとも１つの第１開口から前記少なくとも１つの第２開口に流れることができる、フィーダ。
【請求項２】
前記シールは、下流室を有し、前記少なくとも１つの第２開口は、前記下流室を通って前記出口に流体連通している、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項３】
前記第１表面及び離間配置された第２表面によって壁が画定され、該壁は十分な可撓性を有し、それにより、前記下流室内に存在する搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れているとき、前記搬送ガスによって前記第２表面に加えられる圧力のかなりの部分を前記第１表面によって前記外周面に伝達する、請求項２に記載のフィーダ。
【請求項４】
前記シールは、上流室を有し、前記少なくとも１つの第１開口は、前記上流室を通って前記入口に流体連通している、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項５】
前記第１表面及び離間配置された第２表面によって壁が画定され、該壁は十分な可撓性を有し、それにより、前記上流室内に存在する搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れているとき、前記搬送ガスによって前記第２表面に加えられる圧力のかなりの部分を前記第１表面によって前記外周面に伝達する、請求項４に記載のフィーダ。
【請求項６】
搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れていないとき、前記外周面及び前記第１表面間に大きい力が存在しない、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項７】
搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れているとき、前記第１表面は前記外周面に密接するように押しつけられる、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項８】
前記第１表面及び前記外周面間のほとんどすべての密封力は、前記搬送ガス流路を通って流れる前記搬送ガスによって生じる、請求項７に記載のフィーダ。
【請求項９】
前記第１表面及び離間配置された第２表面によって壁が画定され、該壁は十分な可撓性を有し、それにより、搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れているとき、前記搬送ガスによって前記第２表面に加えられる圧力のかなりの部分を前記第１表面によって前記外周面に伝達する、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項１０】
前記搬送ガスは、前記複数のポケットの、前記第１及び第２位置間に位置するものだけを通って前記少なくとも１つの第１開口から前記少なくとも１つの第２開口に流れることができる、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項１１】
前記搬送ガスの一部は、前記第１及び前記第２開口を通って流れない、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項１２】
前記シールによって少なくとも部分的に画定された通路を備えており、搬送ガスの一部は、前記第１通路を通って前記少なくとも１つの第１開口から前記少なくとも１つの第２開口に流れることができる、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項１３】
前記複数のポケットは、前記ロータの回転時に前記搬送ガスが前記少なくとも１つの第１開口から前記少なくとも１つの第２開口に連続的に流れることができるように配置されている、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項１４】
前記壁は、約１８０°の角度にわたって前記外周面に接触する、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項１５】
前記シールは、一体構造である、請求項１に記載のフィーダ。
【請求項１６】
粒子ブラストシステムであって、
ａ）ブラスト媒体供給源と、
ｂ）ブラスト媒体を該システムから追い出す吐出ノズルと、
ｃ）ブラスト媒体を前記供給源から搬送ガス流内へ送り込むように構成されたフィーダであって、該フィーダアセンブリは、
ｉ）外周面を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータ、
ｉｉ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、前記ロータが前記軸を中心にして回転するとき、該複数のポケットの各々が第１位置及び第２位置間に周期的に配置される、複数のポケット、
ｉｉｉ）入口及び出口を有する搬送ガス流路であって、前記入口は、搬送ガス供給源に接続されるように構成されている、ガス搬送流路、及び
ｉｖ）前記外周面の少なくとも一部に接触する第１表面を有するシールであって、前記第１表面は、互いに離間配置された少なくとも１つの第１開口及び少なくとも１つの第２開口を有し、前記少なくとも１つの第１開口は前記入口に流体連通しており、前記少なくとも１つの第２開口は前記出口に流体連通している、シール、
を有し、
ｖ）前記搬送ガスは、前記複数のポケットの、前記第１及び第２位置間に位置するものを通って前記少なくとも１つの第１開口から前記少なくとも１つの第２開口に流れることができる、フィーダと、
を備えた粒子ブラストシステム。
【請求項１７】
前記シールは、下流室を有し、前記少なくとも１つの第２開口は、前記下流室を通って前記出口に流体連通している、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項１８】
前記第１表面及び離間配置された第２表面によって壁が画定され、該壁は十分な可撓性を有し、それにより、前記下流室内に存在する搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れているとき、前記搬送ガスによって前記第２表面に加えられる圧力のかなりの部分を前記第１表面によって前記外周面に伝達する、請求項１７に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項１９】
前記シールは、上流室を有し、前記少なくとも１つの第１開口は、前記上流室を通って前記入口に流体連通している、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２０】
前記第１表面及び離間配置された第２表面によって壁が画定され、該壁は十分な可撓性を有し、それにより、前記上流室内に存在する搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れているとき、前記搬送ガスによって前記第２表面に加えられる圧力のかなりの部分を前記第１表面によって前記外周面に伝達する、請求項１９に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２１】
搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れていないとき、前記外周面及び前記第１表面間に大きい力が存在しない、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２２】
搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れているとき、前記第１表面は前記外周面に密接するように押しつけられる、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２３】
前記第１表面及び前記外周面間のほとんどすべての密封力は、前記搬送ガス流路を通って流れる前記搬送ガスによって生じる、請求項２２に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２４】
前記第１表面及び離間配置された第２表面によって壁が画定され、該壁は十分な可撓性を有し、それにより、搬送ガスが前記搬送ガス流路を通って流れているとき、前記搬送ガスによって前記第２表面に加えられる圧力のかなりの部分を前記第１表面によって前記外周面に伝達する、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２５】
前記搬送ガスは、前記複数のポケットの、前記第１及び第２位置間に位置するものだけを通って前記少なくとも１つの第１開口から前記少なくとも１つの第２開口に流れることができる、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２６】
前記搬送ガスの一部は、前記第１及び前記第２開口を通って流れない、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２７】
前記シールによって少なくとも部分的に画定された通路を備えており、前記搬送ガスの一部は、前記第１通路を通って前記少なくとも１つの第１開口から前記少なくとも１つの第２開口に流れることができる、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２８】
前記複数のポケットは、前記ロータの回転時に前記搬送ガスが前記少なくとも１つの第１開口から前記少なくとも１つの第２開口に連続的に流れることができるように配置されている、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項２９】
前記壁は、約１８０°の角度にわたって前記外周面に接触する、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項３０】
前記シールは、一体構造である、請求項１６に記載の粒子ブラストシステム。
【請求項３１】
ブラスト媒体を前記供給源から搬送ガス流内へ送り込むように構成されたフィーダであって、該フィーダアセンブリは、
ａ）外周面を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータ、
ｂ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、前記ロータが前記軸を中心にして回転するとき、該複数のポケットの各々が第１位置及び第２位置間に周期的に配置される、複数のポケット、及び
ｃ）入口及び出口を有する搬送ガス流路であって、前記入口は、搬送ガス供給源に接続されるように構成されている、ガス搬送流路を備え、前記入口は、前記複数のポケットの、前記第１及び第２位置間に位置するものを通って前記出口に流体連通している、フィーダ。
【請求項３２】
前記入口は、前記複数のポケットの、前記第１及び第２位置間に位置するものだけを通って前記出口に流体連通している、請求項３１に記載のフィーダ。
【請求項３３】
前記複数のポケットは、前記ロータの回転時に前記入口が前記出口に連続的に流体連通しているように配置されている、請求項３１に記載のフィーダ。
【請求項３４】
ブラスト媒体を吐出ノズルに送り出す方法であって、
ａ）前記ブラスト媒体を加圧搬送ガス流内に導入するように構成されて、第１ロータ面を有するロータを設けるステップと、
ｂ）前記第１ロータ面に近接して配置された第１シール面を有するシールを設けるステップと、
ｃ）前記第１シール面によって前記第１ロータ面に大きい力が加えられる前に、前記ロータの回転を開始するステップと、
ｄ）前記ロータの回転が開始した後、前記第１シール面によって前記第１ロータ面に力を加えるステップであって、それにより、その間に十分な密封部を形成して、このように形成された前記密封部を横切る前記加圧搬送ガスのいずれの実質的な漏れも防止する、力を加えるステップと、
を含む方法。
【請求項３５】
前記力を加えるステップは、前記シールに流体圧力を加えるステップを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記流体圧力は、前記加圧搬送ガス流によって加えられる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記加圧搬送ガス流によって加えられる前記流体圧力は、前記搬送ガス流及び前記シールに流体連通している通路内に入っている流体によって加えられる、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記通路内に入っている前記流体は、加圧搬送ガスである、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記加圧搬送ガスのかなりの部分が前記通路を通って流れない、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記加圧搬送ガス流は、弁によって制御され、該弁がほぼ閉鎖されているとき、実質的な加圧搬送ガス流がなく、さらに、前記ロータの回転が開始されるのとほぼ同時に、前記弁を開くステップであって、それにより、前記加圧搬送ガス流を始動させる、開くステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記加圧搬送ガス流は、弁によって制御され、該弁がほぼ閉鎖されているとき、実質的な加圧搬送ガス流がなく、さらに、前記加圧搬送ガス流の結果としてかなりのトルクが前記ロータに生じる前に前記ロータが回転し始めているようにする、前記ロータの回転の前記開始に関連する時間で前記弁を開くステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
粒子ブラストシステムのフィーダに使用されるように構成されたシールにおいて、該フィーダは、外周面、及び該外周面に形成された少なくとも１つのポケットを有するロータを備え、該ロータは回転軸を中心にして回転可能であり、前記少なくとも１つのポケットは、前記ロータの回転時に第１位置付近に周期的に配置され、前記少なくとも１つのポケットは、前記第１位置においてそれからブラスト媒体を吐出するように構成されている、シールであって、
ａ）前記外周面の少なくとも一部に接触するように構成された前記第１表面であって、該第１表面から離間配置された少なくとも１つの第２表面を有する少なくとも１つの壁の１つの表面を画定する、前記第１表面と、
ｂ）前記ブラスト媒体が内部を通って流れるように構成された少なくとも１つの通路と、
ｃ）前記少なくとも１つの通路が流体連通している、前記第１表面内の少なくとも１つの開口と、
を備えており、
ｄ）前記壁は、前記少なくとも１つの第２表面に加えられた流体圧力のかなりの部分を前記外周面に伝達することができる十分な可撓性を有する、
シール。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの通路は、前記少なくとも１つの第２表面によって少なくとも部分的に画定される、請求項４２に記載のシール。
【請求項４４】
前記少なくとも開口は、第１及び第２通路を有し、前記少なくとも１つの通路は、第１及び第２室を有し、前記第１通路は前記第１開口に流体連通しており、前記第２通路は前記第２開口に流体連通しており、前記少なくとも１つの第２表面は、前記第１及び第２通路を少なくとも部分的に画定する、請求項４２に記載のシール。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの壁の各々は、弓形である、請求項４２に記載のシール。
【請求項４６】
ブラスト媒体を供給源から搬送ガス流内へ搬送するように構成されたフィーダであって、該フィーダアセンブリは、
ａ）互いに離間配置されており、各々がそれぞれの内径を有する第１開口及び第２開口と、
ｂ）外周面を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータと、
ｃ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、該複数のポケットの各々は、ブラスト媒体がその内部に送り込まれる第１位置、及び前記ブラスト媒体の少なくとも一部がそれから吐出される第２位置に周期的に配置される、複数のポケットと、
を備えており、
ｄ）前記ロータは、前記外周面の第１部分を有し、該第１部分は、前記第１開口の前記内径によって受け取られて支持されるように構成された直径を有し、前記ロータは、前記外周面の第２部分を有し、該第２部分は、前記第２開口の前記内径によって受け取られて支持されるように構成された直径を有し、前記第１部分の前記直径は、前記第２開口の前記内径を超えない大きさであり、前記外周面は、前記第１部分及び前記第２部分間に、前記第２部分の前記第２開口の前記内径を超えない最大直径を有し、
これにより、前記ロータは、前記第１部分を最初に前記第２開口に通して、前記第１部分が前記第１開口によって受け取られて支持される位置まで挿入することによって該フィーダ内に設置することができ、前記第２部分は、前記位置において前記第２開口によって受け取られて支持される、フィーダ。
【請求項４７】
前記第１及び第２開口は、それぞれの軸受によって画定される、請求項４６に記載のフィーダ。
【請求項４８】
ブラスト媒体を供給源から搬送ガス流内へ搬送するように構成されたフィーダであって、
ａ）外周面を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータと、
ｂ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、前記ロータが前記軸を中心にして回転するとき、該複数のポケットの各々が第１位置及び第２位置間に周期的に配置される、複数のポケットと、
ｃ）入口及び出口を有する搬送ガス流路であって、前記入口は、搬送ガス供給源に接続されるように構成されている、ガス搬送流路と、
ｄ）前記外周面の少なくとも一部に接触する第１表面を有するシールであって、前記第１表面は、前記外周面に近接して配置された少なくとも１つの第１開口を有し、該シールは、前記少なくとも１つの第１開口及び前記入口に流体連通している第１通路を画定し、また、該シールは、前記少なくとも１つの第１開口及び前記出口に流体連通している第２通路を画定し、前記第１通路は、前記少なくとも１つの第１開口で前記第２通路に流体連通している、シールと、
を備えたフィーダ。
【請求項４９】
前記第１及び第２通路間に配置された壁をさらに備えており、該壁は、前記外周面から離間配置されて前記壁及び前記外周面間にギャップを形成する第１縁部を有し、前記搬送ガス流の一部が該ギャップを通って前記第１通路から前記第２通路へ流れることができる、請求項４８に記載のフィーダ。
【請求項５０】
ブラスト媒体を供給源から搬送ガス流内へ搬送するように構成されたフィーダであって、
ａ）外周面を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータと、
ｂ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、該複数のポケットの各々は、ブラスト媒体が該ポケットに導入される充填位置、及びブラスト媒体が該ポケットから吐出される吐出位置間に周期的に配置される、複数のポケットと、
ｃ）入口及び出口を有する搬送ガス流路であって、前記入口は、搬送ガス供給源に接続されるように構成され、該ガス搬送流路の一部は、前記ポケットから吐出されたブラスト媒体がそれから前記搬送ガスによって運ばれるように前記吐出位置に近接して配置されている、搬送ガス流路と、
ｄ）前記吐出位置の密閉幅において前記外周面の少なくとも一部に接触する第１表面を有するシールであって、少なくとも約０．２０７ＭＰａ（３０ＰＳＩＧ）の搬送ガス圧力に抵抗して密封するように構成されているシールと、
を備えており、
ｅ）前記ロータは、約１０１．６ｍｍ（４インチ）を超えない直径を有する、
フィーダ。
【請求項５１】
ブラスト媒体を供給源から搬送ガス流内へ搬送するように構成されたフィーダであって、
ａ）外周面を有し、密封幅および直径を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータと、
ｂ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、該複数のポケットの各々は、ブラスト媒体が該ポケットに導入される充填位置、及びブラスト媒体が該ポケットから吐出される吐出位置間に周期的に配置される、複数のポケットと、
ｃ）入口及び出口を有する搬送ガス流路であって、前記入口は、搬送ガス供給源に接続されるように構成され、該ガス搬送流路の一部は、前記ポケットから吐出されたブラスト媒体がそれから前記搬送ガスによって運ばれるように前記吐出位置に近接して配置されている、搬送ガス流路と、
ｄ）前記吐出位置の密封幅において前記外周面の少なくとも一部に接触する第１表面を有するシールと、
を備えており、
ｅ）前記ロータは、前記直径対前記密封幅の比が約１：２より小さい、
フィーダ。
【請求項５２】
前記比は、約１：１である、請求項５１に記載のフィーダ。
【請求項５３】
ブラスト媒体を供給源から搬送ガス流内へ搬送するように構成されたフィーダであって、
ａ）外周面を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータと、
ｂ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、該複数のポケットの各々は、ブラスト媒体が該ポケットに導入される充填位置、及びブラスト媒体が該ポケットから吐出される吐出位置間に周期的に配置される、複数のポケットと、
ｃ）入口及び出口を有する搬送ガス流路であって、前記入口は、搬送ガス供給源に接続されるように構成され、該ガス搬送流路の一部は、前記ポケットから吐出されたブラスト媒体がそこから前記搬送ガスによって運ばれるように前記吐出位置に近接して配置されている、搬送ガス流路と、
ｄ）前記吐出位置において前記外周面の少なくとも一部に接触する第１表面を有するシールと、
を備えており、
ｅ）前記ロータには、実質的な軸方向の力が加わらない、
フィーダ。
【請求項５４】
低温ブラスト媒体を供給源から搬送ガス流内へ搬送するように構成されたフィーダであって、
ａ）外周面を有し、回転軸を中心にして回転可能であるロータと、
ｂ）該ロータを回転可能に支持する支持構造体と、
ｃ）前記外周面内に配置された複数のポケットであって、該複数のポケットの各々は、ブラスト媒体が該ポケットに導入される充填位置、及びブラスト媒体が該ポケットから吐出される吐出間に周期的に配置される、複数のポケットと、
ｄ）入口及び出口を有する搬送ガス流路であって、前記入口は、搬送ガス供給源に接続されるように構成され、該ガス搬送流路の一部は、前記ポケットから吐出されたブラスト媒体がそれから前記搬送ガスによって運ばれるように前記吐出位置に近接して配置されている、搬送ガス流路と、
ｅ）前記吐出位置において前記外周面の少なくとも一部に接触する第１表面を有するシールと、
を備えており、
ｆ）前記ロータへの熱利得及びそれからの熱損失のほぼすべてが、前記ブラスト媒体及び前記ロータ間の接触、及び前記ポケットを通って流れる前記搬送ガスから生じる、
フィーダ。
【請求項５５】
ブラスト媒体を吐出ノズルに送り出す方法であって、
ａ）吐出機構において前記ブラスト媒体を加圧搬送ガス流内に導入するように構成されて、第１ロータ面を有し、約１０１．６ｍｍ（４インチ）を超えない直径を有するロータを設けるステップと、
ｂ）少なくとも約０．２０７ＭＰａ（３０ＰＳＩＧ）の圧力を有する搬送ガス流を準備するステップと、
ｃ）前記第１ロータ面及び前記吐出機構間を、前記加圧搬送ガスのいずれの実質的な漏れも防止するのに十分に密封するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
本発明は、包括的には粒子ブラストシステムに関し、特に同伴粒子として加工物または他の目標に最終的に送り出すために、搬送ガス流内への粒子の導入を改良して行う装置を対象とする。本発明は、そのような粒子の供給源、たとえば、ホッパから粒子を搬送ガス流内へ導入する低温粒子ブラストシステムにおける搬送機構に関連して具体的に開示する。
【０００２】
粒子ブラストシステムは、数十年ほど前から存在している。一般的に、ブラスト媒体として知られる粒子が搬送ガス流に送り込まれて、同伴粒子としてブラストノズルへ搬送され、そこから粒子が出て、加工物または他の目標に向けて送られる。
【０００３】
二酸化炭素ブラストシステムが既知であり、さまざまな関連構成部品と共に、米国特許第４，７４４，１８１号、第４，８４３，７７０号、第４，９４７，５９２号、第５，０５０，８０５号、第５，０１８，６６７号、第５，１０９，６３６号、第５，１８８，１５１号、第５，３０１，５０９号、第５，５７１，３３５号、第５，３０１，５０９号、第５，４７３，９０３号、第５，６６０，５８０号及び第５，７９５，２１４号と、本願と共通の所有者の米国特許同時係属出願である２０００年９月８日に出願された「Improved Hopper」と題する第０９／６５８，３５９号、及び１９９９年８月６日に出願された「Non-Metallic Particle Blasting Nozzle With Static Field Dissipation」と題する第０９／３６９，７９７号に示されており、これらはすべて参照によって本明細書に援用される。これらに開示されているような多くの従来型ブラストシステムは、ペレットを搬送ガス流に送り込むためのキャビティまたはポケット付き回転ロータを備えている。キャビティまたはポケットを形成したロータ表面に接触するようにシールが使用されている。そのようなシールは通常、ロータが回転中か、またはシステムが動作中かどうかに関係なく、ロータ表面に押し付けられている。密封力は密封抗力を生じ、モータによって打ち勝つべき抵抗トルクを発生させる。ロータが回転し始める時にトルクが存在すると、相当な始動荷重がモータにかかり、モータのサイズ及び磨耗に影響を及ぼす。従来型の大径ロータはサイズ変更可能なモーメントの腕も提供し、これによっても密封抗力が相当なトルクを発生する。
【０００４】
少なくともロータ外周面に形成されたポケットを利用する従来型ロータの場合、吐出機構（discharge station）の位置ですべてのペレットがポケットから吐出されるわけではない。また、ポケットの間隔や、フィーダ内で搬送ガス及びペレットが完全には均一混合されないことにより、脈動が発生する。
【０００５】
本明細書では二酸化炭素ブラスト処理で使用される粒子フィーダに関連して本発明を説明するが、本発明は、使用または用途が二酸化炭素ブラスト処理に制限されないことを理解されたい。本発明の教示は、いずれのタイプの粒子ブラスト媒体の圧密化または凝集化があり得る用途にも使用することができる。
【０００６】
明細書に組み込まれてその一部を形成する添付図面は、本発明の幾つかの態様を示し、説明と合わせて本発明の原理を説明するのに役立つ。
【０００７】
次に、一例を添付図面に示した本発明の現時点で好適な実施形態を詳細に参照する。
【０００８】
［発明の実施形態の詳細な説明］
次に、全図面を通して同様な番号が同一部材を示す図面を詳細に参照すると、図１は、全体的に２で示された粒子ブラストシステムを示し、わかりやすくするために外側カバーが省略されている。粒子ブラストシステム２は、さまざまな構成部品を支持するフレーム４を備えている。粒子ブラストシステム２はホッパ６を備え、これは、ブラスト媒体（図示せず）を保持して、ブラスト媒体供給源として機能する。図示の実施形態では、粒子ブラストシステム２が、ブラスト媒体として昇華可能な粒子、特に二酸化炭素ペレットを使用するように構成されている。本発明は、非低温ブラスト媒体を含めた広範なブラスト媒体に使用することができることに留意されたい。
【０００９】
粒子ブラストシステム２は、フィーダとも呼ばれるフィーダアセンブリ８を備え、これはモータ１０によって駆動される。フィーダ８は、入口１２及び出口１４を有する。後述するように、搬送ガス流路が、フィーダ８内の入口１２及び出口１４間に形成されている（図１では見えない）。入口１２は、搬送ガス供給源に接続され、出口１４は、搬送ガス内に同伴された二酸化炭素ペレットをブラストノズル（図示せず）に搬送する送り出しホース（図示せず）に接続されている。図１及び図４でわかるように、導管１６が入口１２に接続されており、搬送ガス供給源に接続しやすくするためにフレーム４の外に延出した端部１６ａを有する。図１は、出口１４がホース１８に接続されているように示しており、ホースの端部１８ａは、送り出しホース（図示せず）に接続しやすくするためにフレーム４の外に延出している。
【００１０】
既知のように、搬送ガスは、個々のシステムに適した任意の圧力及び流量にすることができる。動作圧力、流量及び構成部品（たとえば、コンプレッサ）のサイズは、システムブラストノズル（図示せず）の断面によって決まる。搬送ガス供給源は工場空気にすることができる。一般的に、処理をしても、搬送ガスにはある程度の水分が残るであろう。図示の実施形態では、ロータにおける搬送ガスは、圧力が約０．５５２ＭＰａ（８０ＰＳＩＧ）、公称流量が１５０ＳＣＦＭであって、ほぼ室温であり、これは使用する特定のシステムブラストノズルに適合している。そのようなシステム用の動作圧力は、約０．２０７ＭＰａ（３０ＰＳＩＧ）〜約２．０７ＭＰａ（３００ＰＳＩＧ）の範囲にあり、上限は構成部品の定格によって決められる。ロータの最高速度は約７０ＲＰＭであり、この速度の場合、システムは毎分約７ポンドの二酸化炭素ペレットを送り出した。
【００１１】
図２は、カップリング２０を介してモータ１０に接続されたフィーダアセンブリ８を示している。モータ１０及びカバー２２を省略している図３でわかるように、カップリング２０は、ロータ２６の端部から延出した複数の脚部２４の噛み合いによって形成されるジョー形カップリングである。相補的な形状の脚部がモータ１０側に見られて、モータ１０及びロータ２６間の軸方向移動によって容易に切り離すことができる。カップリング２０は、半径方向及び軸方向の心狂いを許容すると共に、容易に分解できるようにする。
【００１２】
図５は、ホッパ６及びフィーダ８の断面図である。図示のように、ホッパ出口２８が、フィーダ８の入口３０に整合している。シールアセンブリ３２が、出口２８及びフィーダ８間を密封し、上側シールパッド３４の上面３４ａに密封状に係合している。ラムロッドアセンブリ３５が、側部まで延出しているように図示されている。入口１２にカップリング１２ａがねじ付けられ。出口１４にカップリング１４ａがねじ付けられている。
【００１３】
図６は、フィーダ８の分解斜視図である。フィーダ８はフィーダブロック３６を有し、その内部に入口１２及び出口１４が形成されている。フィーダブロック３６は、壁３８ａ及び底部３８ｂによって画定されたキャビティ３８を有する。フィーダブロック３６は、フレーム４に固定されたベース４０に固定されたプレート３７に固定されている。１対の離間配置された軸受支持部材４２、４４が、それぞれ軸方向に整合した密封軸受４６、４８を担持している。
【００１４】
ロータ２６は、６０６１ハードコート陽極処理アルミニウムから製造され、シリンダとして図示されているが、円錐台形などのさまざまな他の形状を使用してもよい。図示の実施形態では、ロータ２６は直径が５０．８ｍｍ（２インチ）である。本発明は、直径が約１０１．６ｍｍ（４インチ）のロータの使用を含む。ロータ２６の取り外しを行うために、ロータ２６の端部にねじ穴２６ｂが形成されている。ロータ２６は外周面５０を有し、それに複数のポケット５２が離間配置して形成されている。図示の実施形態では、周方向に４列のポケット５２が設けられ、各周方向列に６つのポケット５２が含まれる。ポケット５２は軸方向列にも並んでおり、各軸方向列に２つのポケット５２が含まれる。軸方向及び周方向列は、ポケット５２の軸方向及び周方向幅が互いに重なるが、交差しないように配置されている。
【００１５】
本実施形態では、ロータ２６は、モータ１０によってロータ軸２６ｃを中心にして回転するように、軸受４６、４８によって回転可能に担持されている。ロータ２６は、端部２６ａでモータ１０によって所定位置に保持されており、スラスト軸受プレート５６及び保持プレート５４がロータ２６の他端部を保持する。スラスト軸受プレート５６は、ＵＨＭＷプラスチック製である。軸受４６、４８及びロータ２６間のはめ合いにより、保持プレート５４及びスラスト軸受プレート５６を取り外し、ロータを軸受４６から滑り出させることにより、ロータ２６をフィーダアセンブリ８から容易に引き抜くことができる。ロータ２６の取り外しを助けるために、ボルトなどのねじ付きシャフトを穴２６ｂに挿入してもよい。
【００１６】
図示の実施形態では、フィーダ８の構造は、シーリングまたは軸受のいずれからもロータ２６に軸方向荷重をかける必要がない。ロータ２６の軸端遊びまたは浮動は約１．２７ｍｍ（０．０５０インチ）であった。
【００１７】
下側シールパッド５８が部分的にキャビティ３８内に配置されており、シール６０が溝６２にはめ込まれて、溝６２及び壁３８ａを密封係合している。下側シールパッド５８には、組立時にロータ２６の外周面５０に接触して、後述するようにそれとの間に密封状態を生じる表面６４が設けられている。本明細書で使用するとき、「パッド」は制限的に使用されないで、「シールパッド」とは、密封状態を生じる任意の構成部品を意味する。
【００１８】
上側シールパッド３４は、組立時にロータ２６の外周面５０に接触する表面６６を有する。締結具６８が上側シールパッド３４の穴にはめ込まれ、それにより、表面６６によってロータ２６上に大きい力を加えることなく、上側シールパッド３４を所定位置に保持することができる。上側シールパッドｄ３４及び下側シールパッド５８間に中間シール７０を配置してもよい。
【００１９】
上側シールパッド３４及び下側シールパッド５８は、ＵＨＭＷ材料製である。軸受４６に隣接した表面６４及び６６の端部が面取りされて、ロータ２６を容易に挿入できるようにしている。
【００２０】
ラムロッドアセンブリ３５は２本のラムロッド３５ａ及び３５ｂを有し、これらは後退位置とそれらがフィーダ８の入口３０内へ伸張する位置との間を移動可能である。ラムロッド３５ａ及び３５ｂはそれぞれ、取り付けプレート３１によって担持された空気圧シリンダ３３ａ及び３３ｂによって駆動される。取り付けプレート３１は、各端部が締結具２７によって軸受支持部材４２及び４４に固定され、スペーサ２９が取り付けプレート３１に隣接した位置に配置されている。スペーサ２９は、シール３４内の開口３０ａ及び３０ｂに整合した開口２９ａ及び２９ｂを有する。同時係属出願第０９／６５８，３５９号は、ラムロッドの動作を記載している。任意数のラムロッドを使用することができ、たとえば、１本だけか、または３本以上でもよい。それらは、図６に示された方向とは異なった向きに、たとえば、回転軸２６ｃに整合させた図示のものに対して９０°をなす向きにしてもよい。それらは同時に、交互に、または独立的に動作してもよい。それらは、互いに角度をなして配置してもよい。
【００２１】
図８Ａ〜図８Ｉは、図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの断面図であって、ロータ２６を順次回転した向きに示す。図８Ａは、下側パッドシール５８がキャビティ３８内に配置され、シール６８が壁３８ａに係合し、上側パッドシール３４が下側パッドシール５８の上に重なっているところを示す。下側シールパッド６８のさまざまな図を示す図９〜図１１も参照すると、上側パッドシール３４は、下側パッドシール５８の上面５８ａに近接した位置に配置される。一方側では、段付き部５８ｂと下向きに延出した壁またはリップ３４ｃとの協働によって上側パッドシール３４及び下側パッドシール５８間にラビリンスシール７０が形成されている。したがって、下側パッドシール５８は、この段付き接合部で上側パッドシール３４と重なり合って、周囲空気がホッパに流入するのを阻止する。段付き構造により、下側パッドシール５８は上側パッドシール３４から独立的に垂直方向に移動することができ、それにより、下側シールパッド５８に加えられるほぼすべての力が、後述するように表面６４を表面５０に密接させる機能を果たすことができる。反対側には排気口９６が形成されており、これにより、後述するように、加圧搬送ガスがそれを通過するときにポケット５２から逃げることができる。排気口９６は、上側シール３４に形成された段付き部３４ｄ及び表面５８ｃによって画定されており、表面５８ｃの一部が下向きに傾斜している。表面５８ｃの一部がわずかに傾斜していることにより、フィーダ上に蓄積し得る氷が解けたときに水がたまることが防止される。
【００２２】
表面６４には、上流室７４を通って入口１２に流体連通している２つの開口７２と、下流室７８を通って出口１４に流体連通している２つの開口７６とが設けられている。図示の実施形態には２つの開口７２及び２つの開口７６が存在するが、フィーダ８の構造に応じて、開口７２及び開口７６の数を変更してもよいことに留意されたい。たとえば、それぞれに単一の開口を使用してもよい。また、それぞれに３つ以上の開口を使用してもよい。
【００２３】
フィーダ８は、入口１２から出口１４までの搬送ガス流路を有する。図示の実施形態では、フィーダブロック３６内に通路８０及び８２が形成されている。下側シールパッド５８には、入口１２に整合して、通路８０と協働して上流室７４を入口１２に流体連通させるリセス８４が設けられている。下側シールパッドにはさらに、出口１４に整合して、通路８２と協働して下流室７８を出口１４に流体連通させるリセス８６も設けられている。
【００２４】
上流室７４は、回転軸２６ｃと同一方向に下側シールパッド５８全体を横切る方向に延在する壁８８によって下流室７６から分離されている。壁８８の下面８８ａがキャビティ３８の底部３８ｂに当接して密封し、上流室７４を下流室７８から分離した状態に保つ。壁８８に対して垂直に壁９０が配置され、その下面９０ａが底部３８ｂに係合している。
【００２５】
図示されているように、図示の実施形態では、ポケット５２がロータ２６の回転によって、個々のポケットが開口７２及び７６に最初にまたがる第１位置、及び個々のポケットが開口７２及び７６に最後にまたがる第２位置間に周期的に配置されるので、入口１２は個々のポケット５２だけを通って出口１４に流体連通している。この構造は、入口１２に流入する搬送ガスのすべてがポケット５２を通るように誘導し、これによってブラスト媒体がポケット５２から押し出されて、搬送ガス流内に同伴されるようになる。下流室７８内に乱流が発生して、媒体と搬送ガスとの混合を促進する。媒体のそのような混合により、搬送ガス内の媒体の同伴が最小限に抑えられて、媒体とポケットの下流側のフィーダ構成部品との間の衝突が最小限に抑えられる。これは、粒子がロータに実質的に接触するだけであり、フィーダ８の他の構成部品から粒子への熱伝達が最小限に抑えられることを意味する。各ポケット５２を通る搬送ガスの大きい流れは、すべての媒体を各ポケット５２から効果的に洗い出す役割を果たす。
【００２６】
低温粒子の場合、すべてか、またはほとんどすべてがポケット５２を通って流れるこの搬送ガス流路は、搬送ガスからロータ２６への熱伝達を助け、これは、（搬送ガス内の水分によって発生する）氷がロータまたはフィーダ８の他の部品上で凍結することを減少させるか、または防止するのを助ける。ロータ２６を包囲するＵＨＭＷパッドシールを使用することにより、ロータ２６及びフィーダ８の不動構成部品間の熱伝達が最小限に抑えられる。ロータのほとんどすべての熱利得または損失は、粒子及び搬送ガスからのものである。ロータ２６の質量が小さいことにより、搬送ガスがロータ２６を加熱しやすい。また、ロータ２６が加熱素子を担持することができるか、または主にロータ２６を加熱するための高温空気流用の通路を設けることができるであろう。そのような通路は、ロータ２６内に設けることができるであろう。もちろん、そのような加熱素子または通路に必要な回転カップリングを設けなければならないであろう。
【００２７】
図示の実施形態は、すべての搬送ガスがポケットを通って流れるように構成されているが、本発明のこの態様を利用しながら、すべての搬送ガスがポケットを通って流れるのではなく、たとえば、搬送ガス流の一部がフィーダを迂回するか、または搬送ガス流の一部がポケットを迂回することさえあるように、粒子ブラストシステムを構成することが可能である。本発明は、そのような粒子ブラストシステムに適用可能である。
【００２８】
図８Ａ〜図８Ｉは、ロータ２６の回転時に開口７６及び７２を通過するポケット５２ａの進行を示す。図示の実施形態では、ロータ２６が時計回りに回転して、ポケット５２が周期的に循環しながら最初に開口７６を、次に開口７２を無限連続的に通過するようにする。代わりに、ロータ２６を逆方向に回転させて、ポケットを最初に開口７２に、次に開口７６に露出させることもできることに留意されたい。ポケット５２にはブラスト媒体、特に本実施形態では二酸化炭素ペレットがホッパ６から上側シールパッド３４の開口９２を通して充填される。開口縁部９２ａを通過するロータ２６が小径（たとえば、図示の実施形態では１０１．６ｍｍ（４インチ）以下）である作用は、ペレットのいずれの凝集塊にも食い込みやすく、それらを破砕して閉塞を減少させ、より完全な充填を促進する。
【００２９】
図８Ａでは、ポケット５２ａの前縁部５２ｂが開口７６の中程に位置するように図示されている。前縁部５２ｂが開口７６の縁部７６ａを通過して十分な距離だけ移動すると、ペレットがポケット５２ａから流出し始めるであろう。
【００３０】
図８Ｂは、前縁部５２ｂが開口７６の縁部７６ｂにちょうど達したところを示している。この位置では、開口７６の周方向幅全体がポケット５２ａに露出しており、ポケット５２ａの開口部がほぼ円形である結果として、開口７６（及び開口７２）に露出しているポケット５２ａの開口部の断面積が、ポケット５２ａの角位置に応じて変化することに留意されたい。
【００３１】
図８Ｂに示された位置では、搬送ガスがポケット５２ａを通って入口１２から出口１４に流れることができず、ロータ２６及び壁８８の縁部８８ｂ間の密封係合によって遮断されている。図示の実施形態では、開口７２及び７６に少なくとも２つのポケット５２が常にまたがり(spanned)、入口１２が出口１４に常に、但しポケット５２を通してだけ、流体連通状態にある。
【００３２】
代わりに、縁部８８ｂの高さを低くして、それによってギャップを生じて、ロータ２６との間の完全な密封状態が壁８８によって形成されないようにしてもよく、入口１２から出口１４までの連続流路を、下側パッドシール５８によって画定された、開口７２に流体連通している第１通路から、ポケット５２を通るのではなく、壁８８の縁部８８ｂ及びロータ２６の外周面５０によって画定される通路を通って、下側パッドシールによって画定された、開口７６に流体連通している第２通路まで設ける。そのような連続流路は、流路の大きさがロータ２６の回転に伴って周期的に変化するので、脈動を減少させるであろう。もちろん、そのような実施形態では、ポケット５２が第１及び第２位置間を移動するとき、流路面積が大幅に増加して、相当な量の搬送ガスが整合ポケット５２を通って流れる。
【００３３】
図８Ｃは、ポケット５２ａの前縁部５２ｂが開口７２の縁部７２ａにちょうど達した第１位置にあるところを示しており、この位置では、ポケット５２ａが最初に開口７６及び７２にまたがり始める。図８Ｄは、ロータ２６がわずかにさらに回転して、前縁部５２ｂが縁部７２ａをちょうど越えたところを示している。前縁部５２ｂが縁部７６ａを通過すれば、ポケット５２ａを通って開口７２から開口７６までの連続搬送ガス流路が生じる。図８Ｄに示された位置では、矢９４で示されたように、搬送ガスが上流室７４から開口７２、ポケット５２ａ及び開口７６ａを通って下流室７６へ流れる。
【００３４】
搬送ガスは、ペレットをポケット５２ａから開口７６外へ押し出して下流室７８に送り込み、そこでペレット及び搬送ガスの混合が行われ、ペレットは、搬送ガスに同伴された状態で、出口１４を通ってフィーダ８から出る。
【００３５】
図８Ｅは、前縁部５２ｂが最初に縁部７２ｂに達したところを示す。図８Ｆは、前縁部５２ｂが縁部７２ｂを十分に通過したところを示し、後縁部５２ｃが縁部７６ｂに接近しており、ここでポケット５２ａを通る流路が中断し、その位置でポケット５２ａが（次のサイクルまで）搬送ガス流路の一部でなくなる。
【００３６】
図８Ｇは、後縁部５２ｃが縁部７６ｂを通過して縁部７２ａの位置にあるところを示す。図面から明らかなように、ポケット５２ａは下流室７８にもはや露出していないが、加圧搬送ガスに露出している。図８Ｈは、後縁部５２ｃが縁部７２ｂを通過したところを示し、加圧搬送ガスがポケット５２ａの内部に捕らえられている。
【００３７】
図８Ｉは、ポケット５２ａがさらに回転して排気口９６に整合したところを示し、これにより、ポケット５２ａ内に捕らえられていた加圧搬送ガスが逃げることができる。
【００３８】
上述したように、上側シールパッドは締結具６８によってロータ２６に係合状態に保持されて、表面６６によってロータ２６に大きい力が加えられることはない。ホッパ６内には周囲圧力が存在する。上側シールパッド３４は、ポケット５２の充填だけでなく、周囲水分がフィーダ８を通してシステムに流入することを防止する働きもする。大きい力で上側シールパッド３４をロータ２６の方に押しつけることなく、表面６６及び表面５０間に十分な密封状態が達成される。
【００３９】
ロータ表面５０及び下側シールパッド表面６４間のシールが非常に重要である。ペレットをブラストノズルに送り出す効率のため、及びロータ２６の低圧側及びホッパ６内への漏れが凝集化及び他の有害作用を引き起こすため、加圧搬送ガスを閉じ込めなければならない。本発明は、搬送ガスの圧力を利用して、ロータ表面５０及びシール表面６４間に密封力のほぼすべてを与えることができる。
【００４０】
加圧搬送ガスが存在しないとき（図示の実施形態では、搬送ガスが搬送ガス流路を通って流れていないとき）、ロータ表面５０及び表面６４間に大きい力が存在しない。（ブラストトリガが押圧されたときに多くの粒子ブラストシステム内で起きるように）搬送ガスが流れ始めることができると同時か、またはほぼ同時にロータ２６の回転が開始されるとき、ロータ表面５０上に大きい力が存在しない。このことは、モータ１０が荷重を受けた状態で始動することができる大きさにする必要がなく、そのため、馬力必要量が減少し、より小型かつより廉価なモータを使用できることを意味する。搬送ガス圧力がロータ表面５０上に相当な密封力を生じるまでに、ロータ２６はそれの定常速度に非常に近くなるであろう。
【００４１】
説明をわかりやすくするために図８Ｉを参照すると、上述したように、下側シールパッド５８は部分的にキャビティ３８内に配置されており、シール６８が壁３８ａ及び下側シールパッド５８間を密封している。表面９８は表面６４から間隔をおいた位置にあり、それらが協働して弓形壁１００を画定している。壁８８及び９０は弓形壁１００から延出しているが、弓形壁１００は比較的薄い壁であって、これは、表面９８に加えられる圧力のかなりの部分を表面６４によってロータ表面５０に伝達するのに十分な可撓性を有する。表面９８の表面９８ａが上流室７４の一部を画定している。搬送ガスが搬送ガス流路を通って流れているとき、上流室７４内の搬送ガスの圧力が表面９８ａに向かって、表面６４の重なった部分表面６４ａをロータ表面５０に押しつける。弓形壁１００ａの可撓性のため、弓形壁はロータ表面５０の形状に一致して、圧力のかなりの部分を表面６４ａに伝達することができ、表面６４ａをロータ表面５０に密接状態に押しつける。
【００４２】
同様に、表面９８の表面９８ｂが下流室７６の一部を画定している。搬送ガスが搬送ガス流路を通って流れているとき、下流室７６内の搬送ガスの圧力が表面９８ｂに向かって、表面６４の重なった部分表面６４ｂをロータ表面５０に押しつける。弓形壁１００ｂの可撓性のため、弓形壁はロータ表面５０の形状に一致して、圧力のかなりの部分を表面６４ｂに伝達することができ、表面６４ｂをロータ表面５０に密接状態に押しつける。
【００４３】
図示の実施形態では、シール表面６４が約１８０°の角度にわたってロータ表面５０に接触する。図示の構造では、接触角度のほぼ全体にわたって、またロータ表面５０にほぼ垂直方向に密封力を加えることができる。もちろん、ポケットが搬送ガス流路の一部である他のシール構造も、ガス圧によって作動しないものでも使用することができる。
【００４４】
搬送ガスの圧力が増加すると、ロータ表面５０及び表面６４間に必要な密封力も増加することに留意されたい。図示の実施形態では、ロータ表面５０及び表面６４間の密封力が搬送ガス圧力に比例する。また、ロータ２６及びモータ１０にかかる荷重は搬送ガス圧力に比例する。これは、ロータ及びシールの摩耗を低減させて、モータの寿命を延ばす。
【００４５】
図示の実施形態では、表面６４をロータ表面５０に押しつけるのは、搬送ガス流路内の搬送ガスのガス圧であるが、シールを作動させてロータ表面５０に押しつける圧力は、任意の供給源から得ることができる。たとえば、直接的な搬送ガス流路内にはないが、それに接続された室または通路によって、内面９８を加圧搬送ガスに露出させてもよい。そのような室または通路内のガスの圧力は、搬送ガスの圧力とは別に制御してもよい。室を搬送ガス流路に接続させないで、個別の流体圧力源を使用して、表面６４をロータ表面５０に密封係合する位置へ押しつけてもよい。
【００４６】
密封力を与えるために、図示の実施形態に示されたもの以外の構造を使用してもよい。たとえば、表面６４に隣接して複数の内部通路を形成して、圧力がそのような内部通路内に存在するとき、表面６４をロータ表面５０に密封係合状態に押しつけるようにしてもよい。動的空気圧作動シールは、作動していないときにはロータ２６から荷重を除去し、それにより、ロータの取り外し前にシールから荷重を除去する必要がある構造よりロータの取り外しが容易になることに注意されたい。
【００４７】
図８Ａ〜図８Ｉでは周方向に一列のポケット５２だけが見えることに注意されたい。図示の実施形態では、図示の列に軸方向に整合した周方向の追加列のポケット５２、及びこれらの整合した周方向２列に関して互い違いの状態で互いに整合した２つの他の周方向列のポケット５２がある。このため、図示の実施形態では、少なくとも２つのポケット５２が常に開口７２及び７６の両方に露出しており、搬送ガスが上流室７４から下流室７６に連続的に流れることができる。したがって、図示の実施形態のポケット５２の配置により、入口１２が出口１４に連続的に流体連通した状態に保持される。ポケット５２の配置、ポケット内を通る流れ、及び下流混合室７８を含めた図示の構造は、ブラスト媒体の脈動を減少させる働きをする。
【００４８】
ポケット５２の形状及び深さを変化させてもよい。当然ながら、構造的一体性及び表面５０での十分な密封性を維持するために、ポケット５２間に十分な壁厚を残さなければならない。異なったポケット開口形状を使用してもよい。縁部７２ａ、７２ｂ、７６ａ及び７６ｂに平行、かつ／または軸方向幅が大きすぎる前縁部を有する開口であると、表面６４及び６６にたわみが生じて、結果的にポケットの開口部がこれらの表面を傷つける可能性があることに注意されたい。図示の実施形態では、ポケット５２の容積を物理的制約下において可能な限り大きくして、それにより、ペレットの受け取り及び搬送を行う容積を最大にした。図示の実施形態では、ポケット５内を通る層流が発生せず、搬送ガスが通過するときのペレットの取り出しの向上を促進する。
【００４９】
ポケット５２の大きさ及び数がロータ２６の回転速度と協働して、どれだけ多くのブラスト媒体を搬送ガス流に導入することができるかを、また最終的にはどれだけ多くのブラスト媒体をブラストノズルから目標に向かわせることができるかを決定する。ロータ２６は、他のラジアル搬送ロータより直径が相当に小さく、図示の実施形態では直径が約５０．８ｍｍ（２インチ）である。直径が小さいほど、密封圧力によって生じるトルクが小さくなる。これは、開始時に大きい密封抗力がないことと合わせて、より小型のモータを使用できるようにする。小径のモータは慣性モーメントも小さく、それによって回転に必要なパワーも減少する。反対に、従来型モータは、少なくとも１馬力であった。図示の実施形態では、同一のペレット送出量において、モータ１０は１／２または１／４馬力か、おそらくはそれ未満の馬力のモータにもすることができる。このように低トクル必要量であるため、所望ならば、空気圧モータを使用することができる。
【００５０】
同様な大きさの直径の従来型ロータでは２０ＲＰＭであるのに対して、図示の実施形態でのロータ２６の回転速度は７０ＲＰＭである。ポケット５２の図示の配置の場合、この速度では、従来技術のより低速で移動するより大径のロータと同じポケット露出率が吐出機構に得られる。大径の従来型ロータの回転が高速すぎると、ペレットの特性から生じる空洞化と同様に、ポケットが満たされず、すなわち、一定速度を超えるロータの回転はペレットの送出量を増加させないことを意味する。しかし、本発明の１つの態様である小径のロータは、より高速の回転速度であっても、適切に満たすことができる。
【００５１】
直径、回転速度及びポケットの開口部に基づいてポケットの露出率をより大きい従来型ロータとほぼ同一に保つことによって、本明細書に記載したように、より小径のロータが使用される。ポケット露出量も重要である。同一容積を得るために、小型のロータであるほど、ポケットの深さ及びポケットの数を増加させる必要がある。より深いポケットを満たすには、同一容積の浅いポケットの場合より多くの時間が必要であり、それによって回転速度に影響を及ぼす。たとえば、１つの実施形態において、同等の小型ロータポケット露出率では、ポケット深さを１４％深くするのに組み合わせて、小型ロータの回転速度を１４％低下させた。
【００５２】
高速化によってさらなる利点が得られ、ペレットがあるポケット内に留まる時間が短縮され、それにより、ペレットがロータを冷却し得る時間が短縮される。対向配置された充填及び吐出機構を有する図示の構造では、ペレットは各回転のほぼ半分の時間にわたって１つのロータポケットに入っている。ペレットがポケット内に入っている「滞留」時間は、ロータ直径に関係なく、同じポケット露出率では同一である。しかし、小径のロータであると、サイクル時間の短縮によって温度変化全体が減少する。
【００５３】
異なった大きさのポケット及び異なった数のポケットなど、異なったポケット配置を有するさまざまなロータを設けることによって、異なった範囲の送出量を達成してもよい。その場合、その範囲内の正確な送出量を制御するために、ロータの回転速度を変更することができる。しかし、制御システムが単一のロータ速度を与えるだけでもよい。上述したように、保持プレート５４を取り外すことによって、ロータを容易に交換することができる。
【００５４】
図１２を参照すると、図７の１２−１２線に沿った断面図が示され、これは下側シールパッド５８の断面を示す。図１３は、図７の１３−１３線に沿った断面図であって、フィーダブロック３６の底部３８ｂにより近い位置での下側シールパッド５８の断面を示す。底部３８ｂ内に形成された通路８０及び８２を見ることができる。
【００５５】
図１４は、フィーダ８の上面図であり、ロータ２６の複数のポケット５２が開口９２を通してはっきり見える。傾斜表面９２ｂ及び９２ｃにより、開口部をロータ２６に隣接した開口９２より大きくすることができる。開口９２の（断面線１５ー１５に平行にとった）幅が同様な従来型フィーダより広く、ロータ２６の長さ対直径の比が従来型フィーダのものより相当に大きいことに留意されたい。
【００５６】
図１５は、図１４の１５−１５線に沿った断面図である。断面線１５−１５は下流室７８を通り、そのため、壁８８は外形図で示され、壁９０は断面図で示されている。
【００５７】
図１６は、フィーダ８の側面図であり、図１７は図１６の１７−１７線に沿った断面図である。図１５及び図１７は、ロータ２６の中心を通る断面である点で、同様である。しかし、図１７では、断面の下部分が出口１４により近づいて、下流室７８の表面７８ａ及び壁９０を外形図で示している。
【００５８】
ポケット５２には任意の適当な形状を用いることができる。図１８及び図１９は、本明細書に示されたロータのポケット５２のさらなる説明を行う。ロータ２６の表面５０にあるポケットの口が、ポケットのその他の部分より大きくなっている。ロータ２６が円筒形状であるため、隣接したポケット５２間の壁厚は、ロータの中心に近いほど小さい。反対に、表面５０では、ポケットの中心がさらに離れて、ポケットの開口部を大きくすることができる。図示の実施形態では、外側の周方向の各列のポケット５２の外側縁部５２ｄが、内側の周方向の２列のポケットの開口部と同一形状ではないことに留意されたい。これは既存のホッパスロート寸法に一致するが、そのような開口部形状が１つの制約であることを認識されたい。
【００５９】
本発明は、直径対幅（密封幅）が１：１未満、たとえば、図示の実施形態では１：２であるロータを使用することができる。低温粒子ブラスティングに一般的に見られるような、０．２０７ＭＰａ〜２．０７ＭＰａ（３０〜３００ＰＳＩＧ）の範囲内の圧力で動作する従来型ロータでは、８：１．２５程度になることが知られている。
【００６０】
本発明の実施形態の以上の記載は、説明及び記述のために提示されたものである。本発明を開示された正確な形に完全に一致させるか、またはそれに制限する意図はない。以上の教示に照らして、明らかな変更または変化が可能である。実施形態は、本発明の原理及びそれの実際的な用途を説明するために選択して記載されたものであり、したがって、当業者であれば、本発明をさまざまな実施形態で、また考えられる個々の用途に適するようにさまざまな変更を加えて最善に使用することができる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の教示に従って構成された粒子ブラストシステムの側方斜視図である。
【図２】図１の粒子ブラストシステムのフィーダアセンブリ及びモータの斜視図である。
【図３】図２と同様であるがモータを除いた、図１の粒子ブラストシステムのフィーダアセンブリの斜視図である。
【図４】図１の粒子ブラストシステムの側面図である。
【図５】図４の５−５線に沿った粒子ブラストシステムの断面図である。
【図６】フィーダアセンブリの分解斜視図である。
【図７】図２のフィーダアセンブリ及びモータの側面図である。
【図８Ａ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図８Ｂ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図８Ｃ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図８Ｄ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図８Ｅ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図８Ｆ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図８Ｇ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図８Ｈ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図８Ｉ】図７の８−８線に沿ったフィーダアセンブリの、ロータの順次回転した向きを示す断面図である。
【図９】フィーダアセンブリの下側パッドの斜視図である。
【図１０】図９の下側パッドの上面図である。
【図１１】図９の下側パッドの底面図である。
【図１２】図７の１２−１２線に沿ったフィーダアセンブリの断面図である。
【図１３】図７の１３−１３線に沿ったフィーダアセンブリの断面図である。
【図１４】フィーダアセンブリの上面図である。
【図１５】図１４の１５−１５線に沿ったフィーダアセンブリの断面図である。
【図１６】フィーダアセンブリの側面図である。
【図１７】図１６の１７−１７線に沿ったフィーダアセンブリの断面図である。
【図１８】ロータの斜視図である。
【図１９】図１８のロータの側面図である。
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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