(57)【要約】粉体スプレーブースは、スプレー作業の際に粉体を収容するブースキャノピー壁構造体と、スプレー作業の際にブース壁に対して回転可能なブース床とを備える。床は、スプレーブースの縦軸線でもある軸を中心に回転することができる。ブースは、丸形の床を有するほぼ円筒形であってもよい。ブースキャノピーおよび頂部は、床とは別個にベースフレーム上に支持される。この構成により、床はブースキャノピーに対して回転することができる。床から離れて架設される低圧ダクトの形態の粉体抽出装置は、床の上に堆積した粉体を引き上げる。抽出ダクトは、スプレー作業の際に回転する床に対して固定状態にされる。床は、床が回転することができる第１の位置と、床がブースキャノピー壁の下縁部を密閉する第２の位置との間で回転軸に沿って平行移動することもできる。ブースキャノピーおよび床は、導電性が非常に低い複合材料からできていることにより、床およびブース壁に付着する粉体を最小限に抑える。したがって、ブースは清掃が容易であり、色替えに必要な時間が実質的に短くなる。
2005525237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体スプレーブースであって、
スプレー作業の際に粉体を収容するブース壁構造体と、
スプレー作業の際に前記ブース壁に対して回転可能なブース床と
を備える粉体スプレーブース。
【請求項２】
前記床の回転を選択的に開始および停止させる床回転制御部を備える請求項１に記載の粉体スプレーブース。
【請求項３】
前記床は、前記ブース壁構造体の縦軸線とほぼ平行な床回転軸線を中心に回転する請求項１に記載の粉体スプレーブース。
【請求項４】
前記ブース壁構造体はほぼ円筒形構造体であり、前記ブース床はほぼ円形である請求項３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項５】
前記床回転軸線は、前記ブース壁構造体の中心縦軸線とほぼ同一直線状にある請求項４に記載の粉体スプレーブース。
【請求項６】
前記ブース床は前記床回転軸線に沿って軸線方向に移動可能である請求項３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項７】
前記床は、該床が前記床回転軸線を中心に回転可能な第１の床位置と、前記床が前記ブース壁構造体の一端部を密閉する第２の床位置との間で平行移動する請求項６に記載の粉体スプレーブース。
【請求項８】
前記ブース壁構造体の下端部を密閉するよう前記床を上昇させる昇降機構部を備える請求項７に記載の粉体スプレーブース。
【請求項９】
スプレー作業の際に前記ブース床に蓄積するオーバースプレー粉体を除去するために、前記ブース内に配置された粉体抽出装置を備える請求項３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１０】
前記粉体抽出装置は、前記回転する床に対して固定状態に取り付けられている請求項９に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１１】
前記粉体抽出装置は、前記ブース床からオーバースプレー粉体を除去して該オーバースプレー粉体を該スプレーブースの外部の場所に移送する空気流を発生させる請求項９に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１２】
前記粉体抽出装置は、負圧誘導空気流を用いて前記ブース床から粉体を除去する請求項９に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１３】
前記粉体抽出装置は、前記ブース床に加圧空気を送り、前記ブース床から粉体を除去して前記負圧誘導空気流に入れる請求項１２に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１４】
前記粉体抽出装置は、一端部が低圧源に連結される空気流ダクトを備え、該ダクトは、前記ブース床の上に取り付けられて、前記低圧源の動作時に前記ブース床から粉体を除去する真空効果をもたらす請求項９に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１５】
前記ダクトは、前記ブース床に加圧空気を送る空気通路を内部に有する側壁を備える請求項１４に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１６】
前記ブースは導電性が低い複合材料からなる請求項１に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１７】
前記粉体抽出装置は、粉体オーバースプレーを前記粉体ブースの外部の粉体回収システムに移送する請求項９に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１８】
前記粉体回収システムは、前記粉体抽出装置内に負の空気圧を発生させて、前記ブース床から粉体オーバースプレーを除去するサイクロンを備える請求項１７に記載の粉体スプレーブース。
【請求項１９】
前記ブース床が前記第２の床位置にある場合に、前記ブース床と前記ブース壁構造体との間の接合部を密閉する環状シールを備える請求項７に記載の粉体スプレーブース。
【請求項２０】
前記シールから該スプレーブース内に粉体を吹き込む加圧空気源を備える請求項１９に記載の粉体スプレーブース。
【請求項２１】
粉体スプレーブースであって、
粉体収容区域を少なくとも部分的に囲むブース壁構造体と、
軸線を中心に回転可能なブース床と、
該スプレーブース内に取り付けられ、前記回転する床に対して固定状態にされる粉体抽出装置と
を備える粉体スプレーブース。
【請求項２２】
前記軸線に沿って第１の位置と第２の位置との間で前記床を平行移動させる床昇降機構部を備える請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
粉体スプレーブースであって、
壁構造体および床を有する部分的に囲まれたブースと、
スプレーまたは清掃作業の際に前記床から粉体オーバースプレーを除去する粉体抽出装置と
を備え、前記床および前記粉体抽出装置は互いに対して回転可能である粉体スプレーブース。
【請求項２４】
前記床は、固定状態にされている前記粉体抽出装置に対して軸線を中心に回転する請求項２３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項２５】
前記粉体抽出装置は、負圧誘導空気流により前記床から粉体を除去する請求項２３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項２６】
前記粉体抽出装置は、前記床の上で該ブースにわたって直径方向に支持されるダクトを備える請求項２５に記載の粉体スプレーブース。
【請求項２７】
前記ダクトは、該ブースに入る主要な空気流経路と平行ではない軸線上にある請求項２６に記載の粉体スプレーブース。
【請求項２８】
前記ブース壁構造体は、前記床と別個のベースフレーム上に支持される請求項２３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項２９】
該ブースの下端部に対して前記床を昇降させる昇降機構部を備える請求項２８に記載の粉体スプレーブース。
【請求項３０】
前記粉体抽出装置は、該ブースの外部に位置付けられる粉体捕集システムに接続されている請求項２３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項３１】
該ブース内に配置されるスプレーガンに粉体を供給する粉体給送装置を備え、前記粉体捕集システムは、前記粉体給送装置に粉体オーバースプレーを戻す粉体再利用システムを備える請求項３０に記載の粉体スプレーブース。
【請求項３２】
前記抽出装置からの粉体オーバースプレーが前記再利用システムを迂回して、別の粉体処分装置に移送されるようにするバイパス装置を備える請求項３１に記載の粉体スプレーブース。
【請求項３３】
前記粉体捕集システムは、前記粉体抽出装置から粉体オーバースプレーを受け取る粉体処分装置を備える請求項３０に記載の粉体スプレーブース。
【請求項３４】
粉体スプレーシステムであって、
粉体オーバースプレー捕集装置を有するスプレーブースと、
再利用動作モードで前記捕集装置から粉体オーバースプレーを受け取るサイクロンセパレータと、
再利用動作モードで前記サイクロンを前記粉体オーバースプレー捕集装置に接続するよう動作するバイパス弁であって、非再利用動作モードでは前記サイクロンを分離するよう動作して、それにより前記捕集装置からの粉体オーバースプレーが前記サイクロンを迂回するようにするバイパス弁と
を備える粉体スプレーシステム。
【請求項３５】
サイクロンセパレータのバイパス弁であって、
サイクロンの出口と流体を通すように連通する少なくとも１つの開口を有し、さらに出口開口を有するプレナムと、
第１の位置で前記サイクロンの出口を閉じ、第２の位置で前記サイクロンの出口が前記プレナムの出口に通じるように開く弁要素と
を備えるバイパス弁。
【請求項３６】
粉体スプレーブースから粉体を抽出する方法であって、
スプレー作業の際に前記ブースの縦軸線を中心に該ブースの床を回転させるステップと、
低圧誘導空気流を用いて、前記床から粉体オーバースプレーを引き離して粉体を前記スプレーブースの外部の場所に抽出するステップと
を含む粉体スプレーブースから粉体を抽出する方法。
【請求項３７】
前記軸線に沿って前記床を軸線方向に移動させ、前記床でブース側壁構造体を密閉するステップを含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記床が前記ブース壁構造体に対して密閉位置にある間に、前記ブースの前記床および壁から粉体をエアブローするステップを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記誘導空気流は、前記ブース内の粉体収容空気としても用いられる請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
粉体オーバースプレーは前記空気流によりダクトに引き込まれ、該ダクトは前記回転する床に対して固定状態にされる請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記ダクトをイオンコレクタとして用いるステップを含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
スプレーブースであって、
非導電性の床及びキャノピー構造体と、
前記床の近くに配置され、スプレー作業の際に該ブースにおいて静電スプレーガンからのイオンを捕集する材料からなる粉体オーバースプレー抽出ダクトと
を備えるスプレーブース。
【請求項４３】
前記ダクトは前記キャノピーに対して固定状態にされ、前記床は該ブースの縦軸線を中心に前記キャノピーに対して回転可能である請求項４２に記載のスプレーブース。
【請求項４４】
粉体スプレーブースであって、
垂直方向に延在する壁部、床、および天井を有し、部分的に囲まれた粉体スプレー区域を画定するキャノピーと、
前記壁構造体は、前記スプレー区域の上部領域に入る収容空気流のための少なくとも１つの実質的な開口を有しており、
前記床の近くにあり、前記収容空気の最初の流れ方向と平行ではない角度で前記床に延在する低圧源と
を備え、収容空気は前記ブースに流入し、少なくとも一部が前記スプレー区域の外側領域に方向転換し、前記低圧減に向かって下降する粉体スプレーブース。
【請求項４５】
前記キャノピーはほぼ円筒形であり、前記低圧源は前記床を横切って直径方向に延在するダクトを備える請求項４４に記載の粉体スプレーブース。
【請求項４６】
収容空気は前記スプレー区域の前記外側領域の周りを下降して流れ、前記キャノピー内に粉体オーバースプレーを収容し、前記スプレー区域の中央部の空気流は比較的少ない請求項４５に記載の粉体スプレーブース。
【請求項４７】
スプレーブースであって、
キャノピーおよび床を備え、
前記キャノピーは前記床から離れて該床の上に支持されているスプレーブース。
【請求項４８】
前記床は前記キャノピーに対して回転可能である請求項４６に記載のスプレーブース。
【請求項４９】
前記キャノピーは非導電性の自立形の複合材料からなる請求項４７に記載のスプレーブース。
【請求項５０】
フレームを備え、前記床および前記キャノピーは前記フレーム上に別個に支持されている請求項４９に記載のスプレーブース。
【請求項５１】
吊り下げひざ構造体が前記キャノピーを前記床の上で支持する請求項５０に記載のスプレーブース。
【請求項５２】
前記床は、下降位置から上昇位置に平行移動可能であり、前記上昇位置にある場合は前記キャノピーと接触し、前記下降位置にある場合は前記キャノピーから離隔する請求項４７に記載のスプレーブース。
【請求項５３】
粉体スプレーブースであって、
中央ハブを有する床と、
駆動軸と、
スプレー作業の際に前記ハブを中心に前記床を回転させるための前記駆動軸と前記ハブとの間の接続部と
を備える粉体スプレーブース。
【請求項５４】
前記床はほぼ丸形である請求項５３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項５５】
前記接続部は、前記床の平行移動および回転移動を可能にする請求項５４に記載の粉体スプレーブース。
【請求項５６】
前記接続部はボールスプラインからなる請求項５５に記載の粉体スプレーブース。
【請求項５７】
前記駆動軸を回転させて前記床を回転させるモータと、前記床を昇降させる昇降機構部とを備える請求項５３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項５８】
粉体スプレーブースであって、
キャノピーおよび床と、
該床を横切って延在する粉体抽出ダクトと
を備え、該抽出ダクトは、該ダクトの第１の端部および第２の端部において前記床の上方で支持され、前記ダクトと前記床との間には前記ダクトの長さに沿ってギャップがある粉体スプレーブース。
【請求項５９】
前記ギャップは、該ダクトの一端部において該ダクトの反対端部よりも大きくなる角度でテーパ状になっている請求項５８に記載の粉体スプレーブース。
【請求項６０】
前記ダクトは、前記一端部が低圧源に接続され、前記床の近くで前記ダクトに空気を引き込む請求項５９に記載の粉体スプレーブース。
【請求項６１】
前記ダクトは導電性および非導電性の部分を含む請求項５８に記載の粉体スプレーブース。
【請求項６２】
前記ダクトはカバー部およびスカート部を備え、前記カバー部は非導電性である請求項６１に記載の粉体スプレーブース。
【請求項６３】
前記スカート部は、前記床に載っている材料を取り除くように前記床に加圧空気を送る複数の空気孔を備えている請求項６２に記載の粉体スプレーブース。
【請求項６４】
粉体スプレーブースであって、
非導電性の床及びキャノピー構造体と、
前記床の近くに配置され、スプレー作業の際に該ブースにおいて静電スプレーガンからのイオンを捕集する材料からなる粉体オーバースプレー抽出ダクトであって、非導電性の複合材料からなり、該非導電性の部分は該ダクト用の丸形カバーである粉体オーバースプレー抽出ダクトと
を備える粉体スプレーブース。
【請求項６５】
前記カバーは前記ダクトに沿って長さ方向に２つの構成部分として形成され、それぞれのカバー構成部分は端部がヒンジ止めされている請求項６４に記載の粉体スプレーブース。
【請求項６６】
前記カバーは前記ダクトに沿って長さ方向に２つの構成部分として形成され、それぞれのカバー構成部分は長さ方向の縁部がヒンジ止めされている請求項６４に記載の粉体スプレーブース。
【請求項６７】
粉体スプレーブースの抽出ダクトであって、
導電性材料からなる内層と、
非導電性材料からなる外層と
を備え、前記内層および前記外層は、前記内層と前記外層との間に空間を有する構造を形成するように一致した外形を有して支持されている抽出ダクト。
【請求項６８】
前記空間内に配置される非導電性で低密度の充填材料を含む請求項６７に記載の抽出ダクト。
【請求項６９】
前記充填材料は低密度の独立気泡フォームを含む請求項６８に記載の抽出ダクト。
【請求項７０】
前記構造は、カバーを形成する２つの相補的な長手方向の半分体からなる請求項６７に記載の抽出ダクト。
【請求項７１】
前記カバーは下部スカート構造体にヒンジ止めされている請求項７０に記載の抽出ダクト。
【請求項７２】
前記内層と前記外層との間に配置される複数の支持リブを備える請求項６７に記載の抽出ダクト。
【請求項７３】
粉体スプレーブースであって、
キャノピーおよび床と、
前記床に部分的に延在している粉体抽出ダクトと
を備える粉体スプレーブース。
【請求項７４】
前記ダクトは前記床の中間程度まで延在している請求項７３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項７５】
前記ダクトは一端部において片持式に支持されている請求項７４に記載の粉体スプレーブース。
【請求項７６】
前記抽出ダクトは、該ダクトの一端部において前記床の上に支持され、前記ダクトと前記床との間には前記ダクトの長さに沿ってギャップがある請求項７３に記載の粉体スプレーブース。
【請求項７７】
前記ダクトは前記サイクロン入口ダクトにヒンジ止めされている請求項７６に記載の粉体スプレーブース。
【請求項７８】
前記ギャップは前記ダクトの長さに沿ってサイズが変わる請求項７６に記載の粉体スプレーブース。
【請求項７９】
前記ダクトは、第１の端部が該ブースの内部に通じるように開き、反対端部が粉体サイクロンシステムに連結されている請求項７６に記載の粉体スプレーブース。
【請求項８０】
前記粉体抽出システムはサイクロンを備えている請求項７９に記載の粉体スプレーブース。
【請求項８１】
粉体スプレーブースであって、
天井および床を含むキャノピーと、
前記天井は該天井の少なくとも一部を通して延在しているコンベヤスロットを含んでおり、
前記コンベヤスロットから下方に空気流を送るように前記コンベヤスロットに対して配置され、それにより前記コンベヤスロットから粉体が逃げることを防ぐ空気マニホルドと
を備える、粉体スプレーブース。
【請求項８２】
前記空気マニホルドは、前記コンベヤスロットの各側にそれぞれ配置される一対の細長い通路を備え、該通路内には該ブースの内部に空気を送るエアジェットが形成されている請求項８１に記載の粉体スプレーブース。
【請求項８３】
前記空気マニホルドに連結される加圧空気源を備える請求項８１に記載の粉体スプレーブース。
【請求項８４】
スプレーブースキャノピールーフのコンベヤスロットから粉体が逃げるのを防止する方法であって、
前記コンベヤスロットの近で前記ブースの内部に向けて加圧空気を送り、前記コンベヤスロットから前記ブース内に空気を引き込むこと
を含む粉体が逃げるのを防止する方法。
【請求項８５】
粉体スプレーブースであって、
天井および床を含むキャノピーと、
前記床にわたって空気流を送るように前記床に対して配置される空気マニホルドと
を備える粉体スプレーブース。
【請求項８６】
前記空気マニホルドは、前記床の側部に配置される少なくとも１つの細長い通路を備え、該通路には前記床にわたって空気を送るエアジェットが形成されている請求項８５に記載の粉体スプレーブース。
【請求項８７】
前記空気マニホルドに連結された加圧空気源を備える請求項８５に記載の粉体スプレーブース。
【請求項８８】
前記エアジェットは、前記床にわたって層状の空気流を発生させる請求項８５に記載の粉体スプレーブース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、包括的には、粉体収容スプレーブースを用いる粉体塗装スプレーシステムに関する。より詳細には、本発明は、回転する床および粉体オーバースプレー抽出ダクトの動作により清掃および迅速な色替えを容易にすることにより、スプレーブースにほとんど粉体が残らないようにし、かつスプレー作業の際に処理する粉体の量を最小限に抑える、粉体スプレーブースに関する。
【０００２】
［関連出願］
本出願は、２０００年１０月５日に出願された「ROUND BOOTH WITH ROTATING FLOOR」の米国仮特許出願第６０／２３８，２７７号および２００１年３月１９日に出願された「QUICK CHANGE POWDER COATING SPRAY SYSTEM」の米国仮特許出願第６０／２７７，１４９号の出願日遡及の特典を主張して、２００１年６月２５日に出願された「POWDER COATING BOOTH WITH A POWDER EXTRACTION SYSTEM」の係属中の米国特許出願第０９／８９１，０５７号の一部継続出願であり、これらの出願の開示内容全体はこの参照によって本明細書中に全て援用される。
【０００３】
［発明の背景］
粉体塗料は一般に、手動操作または自動であり得る粉体スプレーガンにより物体に塗布される。自動システムでは、物体がガンを通過して搬送される際に物体に粉体をスプレーするように、１つまたは複数のスプレーガンが制御される。手動のガン操作では、通常は物体がスプレーガンの近くに吊り下げられるかまたは他の方法で配置され、ガンのスプレーをいつ開始および停止するかは作業者が制御する。粉体スプレーガンは広範なガン設計から選択することができる。スプレー作業では物体を均一に塗装することが意図されるため、粉体のスプレーに共通の技法は粉体粒子に静電荷を印加することであり、これにより物体への粉体の付着力が高まり、より均一に塗布することができる。静電スプレーガンにはコロナガンおよび摩擦帯電ガンが含まれる。コロナ型スプレーガンでは、ガン自体の内部あるいはガンのすぐ外のガンノズル付近またはガンノズルの位置にある粉体流路の中または近くに、高電圧電極が配置される。摩擦帯電型ガンでは、ガン本体を通る粉体流路は、粉体がガン本体を通って押し進められる際に粉体に静電荷を与えるような適当な材料からできている。
【０００４】
スプレーされる物体は、帯電した粉体が物体に引き寄せられて付着するように電気的に接地される。この静電引力によって物体に付着する粉体の量が増加することにより、塗着効率が向上する。塗着効率とは、スプレーされる物体に付着する粉体の量と、ガンからスプレーされる粉体の量との関係を指す。
【０００５】
大抵の静電スプレーシステムでは、粉体は雲状物としてガンノズルから噴射される。これにより粉体スプレーは、物体の幾何学的形状が不規則な場合であっても物体を包んで物体の表面全体を塗装することができる。物体に塗布される粉体の均一性を高めるために、複数のガンが物体の種々の側面に向けて配置され、かつ／または異なる角度で向けられる。しかしながら、粉体スプレーパターンに固有の性質上、物体に付着せずに床に落ちたり、すぐ近くの場所にある他の物体および構造体に堆積する粉体はかなりの量になる。付着しないこのような残留粉体は一般に、粉体オーバースプレーと呼ばれる。
【０００６】
粉体オーバースプレーは各スプレー作業中に生じるため、スプレー作業は通常、スプレーブース内で行われる。スプレーブースは粉体の収容に用いられ、一部のみを囲むことができる。スプレーブースの大半はエアフローシステムを有し、エアフローシステムは、空気流に乗せられた粉体オーバースプレーとともに空気を粉体ブースから引き込む負圧領域を形成することにより、ブースの構造内に粉体オーバースプレーを収容する。続いて、粉体を含む空気は、粉体の回収のためにスプレーブースの外部のカートリッジフィルタシステムまたはサイクロンセパレータシステムに移動される。しかしながら、既知のスプレーブースシステムでは、粉体オーバースプレーは、依然としてブースの壁、天井、およびブース床に堆積する傾向がある。特に静電システムでは、粉体オーバースプレーは、電気的に接地されるいかなる構造体にも引き寄せられて堆積する傾向がある。粉体粒子は、非常に小さくかなり拡散する傾向があるため、凹部、継ぎ目、隙間、および不規則なスプレーブースの壁構造のうちの最も小さいところに堆積する可能性がある。
【０００７】
粉体オーバースプレーには２つの課題がある。第１に、可能であれば、後続のスプレー作業の際に粉体を再使用することができるように、粉体オーバースプレーの再利用すなわち回収を試みることが通常は望ましい。既知の粉体回収システムは通常、粉体オーバースプレーを乗せる大量の空気を用いて動作する。このような空気流量は、従来の大容量排気ファンによって発生されるのが普通である。続いて、粉体を含む空気は、例えばカートリッジ型エアフィルタまたはサイクロンセパレータ等を用いて濾過される。分離された粉体は次に篩にかけられて不純物が除去され、ホッパまたは粉体給送センタに戻されて、そこからスプレーガンに再び供給される。既知のシステムでは、回収された粉体を粉体スプレー塗布システムに実際に再導入することは、通常、一連のホース、弁、およびポンプを介して粉体給送センタに戻る正圧空気搬送システムにより行われる。
【０００８】
後続の使用または処分のために粉体オーバースプレーを回収するという課題に加えて、スプレーブース内に堆積する粉体オーバースプレーは、粉体塗料の色を替える際にブースから除去しなければならない。ある色を別の色に替えるために、ガン、ブースおよび粉体回収システムでは、次の着色粉体の汚染を防止するように前の着色粉体ができる限り完全にパージされなければならない。ある色から別の色への変更作業は一般に「色替え」作業として知られており、「色替えが迅速」なスプレーシステムを作製することが当該技術分野の目下の課題である。これは、スプレー装置およびシステムを清掃するためにスプレーシステムがオフラインとなる停止時間を減らすことが目的であることを意味する。したがって、処理中の粉体の量と、スプレーブースに残っている粉体オーバースプレーの量とは、色替え作業を行うのに要する時間および労力の量に大きな影響を与える。
【０００９】
粉体塗装ブース・塗布システムでは、異なる色の粉体を用いる次の塗装作業の前に、ある色の粉体塗装材料を完全に清掃およびパージしなければならない。粉体塗装スプレーブースの清掃には手間がかかる場合がある。粉体塗装材料は、程度は様々ではあるが、粉体塗装スプレー作業の際にスプレーブースの内面全体を塗装してしまう傾向があり、これは色替え時間に直接影響を与える。生産時の粉体塗装環境では、ある色の粉体塗装材料を別の色の粉体塗装材料に替える際のシステム停止時間を最小限に抑えることは、運転コストを管理する上での重要な要素である。アクセスドアあるいは自動または手動スプレー塗布装置が位置付けられる場合がある場所等の、ブースパネルと窪み付き出っ張りとの間の継ぎ目は、通常は清掃しにくい場所であり、色替え後の汚染の危険性をもたらし得るオーバースプレーの粉体塗装材料がここに集中する傾向がある。ブース内の継ぎ目、出っ張り、および他の凹部に加えて、帯電した粉体がブースの内面に付着する可能性がある。
【００１０】
通常の粉体塗装ブースの構造では、ブースのルーフ、側壁、および端壁を形成する個々のパネル部材を支持するための鉄骨外枠が設けられる。これらのパネル部材は、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニルカーボネート、またはポリカーボネート等の二次加工または熱成形プラスチックから成ることが知られている。床は、熱成形プラスチックまたはステンレス鋼構造であってもよい。他の既知の実施形態では、粉体塗装スプレーブースは、金属製の壁、天井、および出入口端部、ならびに金属製の床および外部支持枠を有してもよい。
【００１１】
Tuckerに付与された米国特許第５，８３３，７５１号は、静電粉体スプレー作業の際にブースの内面に付着する粉体粒子を減らすことを意図した粉体塗装スプレーブースの一例である。Tuckerは、オーバースプレーの粉体粒子の付着を阻止することを意図した滑らかな曲線状の内面を有する一対の熱成形プラスチックシェルを備える、ブース室を開示している。シェルおよび外部支持フレームに接続される２つの同一の端部が開示されているが、図示はされていない。開示されている可能なブース材料としては、ポリカーボネートが挙げられる。
【００１２】
既知のブース材料を利用可能であるが、サイズが限られており、全体サイズにするために何らかの継ぎ合わせ方法が必要である。このような継ぎ合わせでは、ほぼ継ぎ目のない一続きの表面を達成するためにかなりの労力およびコストを要さなければならない。
【００１３】
さらに、既知の粉体塗装スプレーブースは、作業効率を低下させる多くの特徴を有する。最適とは言えないこれらの特徴は、異なる塗装色を用いる連続した作業間に粉体塗料の色を替える際、およびブース自体の組み立ておよびメンテナンスの際に露呈する。既知の粉体塗装スプレーブースは、金属製の外部支持フレームと、ステンレス鋼製または熱可塑性の床、壁、および天井とを用いる。静電粉体スプレー塗装作業の際、オーバースプレーの粉体材料は実際にはこれらのブース内面に引き寄せられて付着する場合がある。通常は接地されている導電性の高い鋼製フレーム部材のすぐ近くでは、通常、オーバースプレーの粉体塗装材料がさらに集中して見られる。熱成形プラスチックは通常は絶縁体と考えられているが、その絶縁特性は変化し、粉体粒子の付着はそれらの材料の導電性および抵抗性によって変わり得る。年月を経ると、熱成形プラスチック材料の物理的特性が変化し、それに伴って粉体粒子の付着も多くなる可能性がある。これは、このような材料が時間の経過とともに周囲空気から水分を吸収する可能性があるからである。紫外線も、時間の経過とともに熱可塑性プラスチックの物理的特性を変化させることが知られている。
【００１４】
さらに、通常のブースは、スプレーブースに蓄積するオーバースプレーの粉体塗装材料を増加させ、したがって色替え作業の際の清掃時間を増加させるよう作用する、多くの設計上の特徴を有する。互いに接続されて外部フレームで支持されるパネル部材を用いるブースでは、ブースの内部全体に多くの継ぎ目があり、ここにオーバースプレーの粉体塗装材料が入り込むことにより、色替えまたは日常的なブースメンテナンスの際にブースを清掃することがより困難になる。継ぎ目に加えて、粉体塗装スプレーブースには出っ張りを有するものがあり、この出っ張りには例えば、スプレーガン塗布装置が載せられて取り付けられ、ドアの開口および他のアクセス口が補強および固定される。このような出っ張りはブース内に延びていてもよく、またはより典型的にはブースの内面から突出して延びていてもよい。通常は垂直である側壁から床に向かって他の形態で傾斜または湾曲しているとしても、オーバースプレーの粉体塗装材料はこれらの場所に蓄積して、同様に清掃をより困難にする傾向がある。
【００１５】
スプレーブースから粉体オーバースプレーを除去する既知の従来のシステムとしては、床掃除器および他の機械装置を用いて粉体に機械的に接触して、床から受け取り装置に粉体を押し込む能動システムが挙げられる。しかしながら、このようなシステムは扱いにくい傾向があり、ブースから粉体が完全に除去されるわけではない。ブースから粉体を完全に除去するには、１人または複数人の作業者のかなりの手間が依然として要される。したがって、ブース構造には処理中の粉体および粉体オーバースプレーが大量に付着している可能性がある。
【００１６】
受動除去システムでは、粉体は接触されずに床から除去される。既知のシステムの１つでは、一続きの直線移動ベルトの形態の矩形の床が、ベルトから粉体を除去する真空システム等の捕集装置に粉体を運ぶ。このようなシステムは機械的に非常に複雑であり、ベルトから粉体を除去する際に十分な働きをしないため、場合によっては色替えのためにベルト自体を交換する必要がある。
【００１７】
したがって、色替え作業の一部として容易に清掃でき、かつ処理中の粉体の量およびスプレー作業の終了後にスプレーブースに残っている粉体オーバースプレーの量を最小限に抑えるよう動作するスプレーブースを提供することが望ましい。
【００１８】
［本発明の概要］
本発明は、静電スプレー作業に特に適した改良されたスプレーブース構造に関するが、静電スプレー装置を利用しないスプレーブースに本発明の種々の態様を組み込んでもよい。本発明の一態様によると、スプレー作業中でも粉体オーバースプレーをブースから継続的に抽出することができる粉体抽出システムが意図される。本発明の一実施形態では、粉体スプレーブースは、スプレー作業中に粉体を収容するブースキャノピー壁・天井機構と、スプレー作業の際にブース壁に対して回転可能なブース床とを有する。ブースは円形の床を有するほぼ円筒の形状とすることができる。床は、スプレーブースの縦軸線でもある垂直軸を中心に回転することができる。ブースキャノピーおよび天井は、床とは別個にベースフレーム上に支持される。この機構により、床はブースキャノピーに対して回転することができる。粉体スプレー作業中にリアルタイムで粉体オーバースプレーを継続的に除去することにより、処理中の粉体の量が実質的に低減され、色替えの一部としてブースを清掃するのに必要な時間および労力が劇的かつ大幅に低減する。
【００１９】
本発明の別の態様によると、ブース床から粉体オーバースプレーを除去する粉体抽出機構部が提供される。一実施形態では、抽出機構部はブース床に延びて床からわずかに離れて支持されるダクトである。ダクトには吸引作用をもたらす負圧源が接続され、この吸引作用により粉体オーバースプレーが床から除去されて、抽出ダクトを介してブース外部に配置される捕集装置に運ばれる。好ましい形態では、抽出機構部は、回転する床に対して固定状態にされており、床にわたって直径方向に延びる。
【００２０】
本発明の別の態様によると、ブース床は回転するとともに平行移動してもよい。一実施形態では、ブース床は、回転軸に沿って軸方向に平行移動してもよい。床は、スプレー作業の際に床が自由に回転できる第１の軸方向位置と、色替え作業の際に床がブースキャノピーまたは壁の底部と密閉接触する第２の軸方向位置とに移動することができる。色替え作業の一部として密閉部分から粉体を吹き飛ばすための加圧空気源が配置される。
【００２１】
本発明のさらなる態様は、床を軸方向に平行移動させる機構部に関する。一実施形態では、床は、第１および第２の軸方向位置間で床を移動させる床昇降機構部により移動する。一実施形態では、昇降機構部は、ブース床を昇降させる揺動アームに作用する空気圧アクチュエータである。
【００２２】
本発明の別の態様によると、抽出ダクトによって引き込まれた空気から粉体オーバースプレーを分離するためにサイクロンシステムが用いられる。ファンがサイクロンシステムに接続され、サイクロンシステムは抽出ダクトに接続される。ダクトから引き込まれる空気流によって負の空気圧流が発生し、これがブース床に堆積した粉体を抽出ダクトに引き上げるとともに、ブースキャノピー内に空気流を閉じ込める。一実施形態では、サイクロンシステムには、粉体オーバースプレーの再利用モードと非再利用動作モードとの間で選択を行うためのバイパス弁が設けられる。
【００２３】
本発明のさらなる態様は、スプレーブースおよび床の複合材料の使用に関し、この複合材料は、ブースおよび床に付着する粉体を最小限に抑えるために導電性が非常に低く、機械的に安定した構成を得ることができる重要な構造的特性を有する。一実施形態では、ブースキャノピーは、完全に自立形である複合材料製の２つの半筒体から成り、それによりキャノピーおよび天井はその下の回転可能な床から離れた状態でいることができる。この実施形態では、床もまた、フロア設計を可能にするのに十分な構造強度を有する導電性が非常に低い複合材料から成り、それにより中央ハブ上で回転することができる。
【００２４】
本発明の別の態様によると、粉体オーバースプレーの収容力は、コンベヤスロットから逃げる粉体をなくすことにより高めることができる。一実施形態では、コンベヤスロットの近くからブース内に空気流を送るエアジェットが内部に形成された、一対の通路の形態のエアカーテンが実現される。別の実施形態では、通路を用いて空気流がスプレーブース床に送られる。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態は、ダクトの一部をなくすことにより、コストを削減し、かつ抽出ダクトの清掃可能性を向上させることに関する。一実施形態では、抽出ダクトがスプレーブース床の中間程度まで延びる半ダクト構成が利用される。これによって、色替えまたは清掃作業の際に、作業者がブース内を移動することがさらに容易になる。
【００２６】
本発明の別の態様によると、スプレー作業の際に粉体粒子に印加される静電荷から粉体粒子を引き離すことにより、抽出ダクトの外面の表面電荷が実質的になくなる。一実施形態では、抽出ダクトは、非導電性の外層および導電性の内層を用いて形成される。
【００２７】
本発明のこれらおよび他の態様ならびに利点は、添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を読めば、当業者には容易に認識および理解されるであろう。
【００２８】
［発明の詳細な説明］
図１および図１Ａを参照して、本発明は、粉体スプレーシステムと、このようなシステム内の、清掃可能性を向上させるとともに色替え作業を行う時間を短縮し、同時に、塗着効率に対する影響を最小限に抑えつつ粉体オーバースプレーの収容および回収に対する影響も最小限に抑えるための特定の構成要素とに関する。本発明の種々の態様を、本明細書において例示的に、スプレーシステム全体の一部として説明するが、このような説明は限定を意味するものと解釈されるべきではない。本発明の種々の態様は、特定の用途の必要に応じて個別に、または任意の種々の組み合わせで用いることができる。さらに、本発明は静電スプレー技術の使用に関して説明するが、本発明は静電スプレー装置の使用に限定されない。
【００２９】
図１は粉体塗装スプレーシステム１を示すが、説明を容易にするために主な構成要素のいくつかが概略的に示される。このような構成要素は全体的に番号ではなく文字で参照され、既知であるため詳細に説明する必要はない。よって、本発明の種々の態様に関するこれらの要素に関して、本発明を詳細に説明する。
【００３０】
システム１は概してスプレーブース１０を含む。図１では、スプレーブース１０は、ブース１０内の構成要素の基本的配置を説明できるように「透明」に表されていることに留意されたい。実際には、ブース１０は必ずしも透明ではない非導電性の複合材料からできているが、ブース１０に用いる材料の選択には特に制限はない。スプレーブース１０の好ましいが必須ではない実施形態では、ブースは、導電性が非常に低く、本質的に複合材料である材料から構成される。これらの材料により、ブース１０はほぼ自立形で継ぎ目のないものとなる。このような複合材料からできるブース１０に適した製造プロセスおよび構造は、いずれも本発明の譲受人が所有する、２０００年４月１４日に出願された「POWDER COATING BOOTH CONTAINMENT STRUCTURE」の同時係属中の米国特許出願第０９／５５０，３５３号、および２００１年４月１４日に出願され、２００１年１０月２５日に公開された「POWER COATING BOOTH CONTAINMENT STRUCTURE」の同時係属中のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ０１／４０５２４号において詳細に説明されており、これらの出願の開示内容全体はこの参照により本明細書にすべて援用する。ブース１０のこれらの構造および材料は静電塗布に好ましいが、本発明は、特に静電スプレー機器を用いないシステムでは、このような構造および材料の特性を有するブースの使用に限定されない。
【００３１】
図示の実施形態では、ブース１０はほぼ円筒形であり、垂直に延びるキャノピーすなわち壁構造体１２、天井、カバーすなわちトップ１４、および床１６を含む。この例では、キャノピー１２は、嵌合フランジ（図示せず）により互いに接合される２つのほぼ半球状の半分体の形態で実現される。これらの半分体は、基本となる円筒形シェルが非導電性となるように非導電性の締結具または接着剤で接合することができる。天井１４および床１６もまた、継ぎ目がなく、キャノピーと同じ非導電性の複合材料からできていると好ましいが、必須ではない。上記の特許出願では、床１６の上を人間が歩くことができるのに十分な強度を有する複合材料製のブース構造が開示されている。キャノピー１２は、ブース１０を支持するのに外部フレームを必要としないように、自立形でもある。キャノピー１２および天井１４は、所望の場合は一体形成されてもよい。
【００３２】
ブース１０はほぼ円筒形であるが、完全に密閉構造ではない。スプレー作業を容易にするために、アクセスドアおよび他の開口が設けられる。例えば、複数のガンスロット１８がブース１０の対向側面に設けられて、対応する複数のスプレーガン２０をスプレーブース１０に対して出し入れすることができるようにする。ガン２０は、任意の適当な構造から成っていてもよく、これには、２０００年９月２２日に出願された「POWDER SPRAY GUN」の同時係属中の米国特許出願第０９／６６７，６６３号（この出願の開示内容全体はこの参照により本明細書にすべて援用する）に開示されているようなガン構造が含まれる。
【００３３】
説明を明確かつ容易にするために、スプレーガン２０は図１および図１Ａのブース１０の片側のみに示してあるが、ブース１０の反対側で第２の組のスプレーガンおよびガン移動装置を用いることができることが理解される。図１に示す特定のシステム１は、ガン移動装置２４に設置された適当な支持フレーム２２にスプレーガン２０が取り付けられる自動システムである。複数のガン移動装置および支持部構造のうちのいずれを用いてもよいため、ガン移動装置２４およびフレーム２２は概略的に示す。この例では、ガン移動装置２４は、ガンスロット１８に沿ってスプレーガン２０を昇降させることができるオシレータ２６を含む。
【００３４】
しかしながら、スプレーブース１０は、手動のスプレー作業に用いてもよいため、任意の出入口組立体２８（図１Ａのみ）が設けられてもよい。好ましくは、出入口２８は、キャノピー１２と同じ複合材料および構造から成る。
【００３５】
システム１の全体的な説明を続けると、ブース１０は、支持フレームすなわちベース３０によって作業現場床Ｆから離れて支持される。ベース３０は、本明細書中の以下でより詳細に説明する一対の平行な剛性棒材３２（図１のみに示す）により床Ｆ上に支持される。本発明の一態様によると、作業現場床Ｆの高さすなわち部品コンベヤの高さを変更する必要なく、ブース／フレーム１０／３０組立体の全体が既存のスプレーブースの後付け部として設置されることができるように、ブース１０は作業現場床Ｆからわずかに離れてフレーム３０上に完全に支持される。したがって、スプレーブース１０またはフレーム３０の任意の部分に対応するように床Ｆに溝を設けたり、床Ｆの高さを下げる必要がない。本明細書で説明するこの実施形態では、例えば、ブース床１６は作業現場床Ｆよりもわずか１２インチ程度上に設置される。これにより、スプレーシステム１の種々の従来の構成要素を相互接続するのに簡単な管路を用いることが可能となる。
【００３６】
キャノピー１２の上部および天井１４には、ブース１０全体に直径方向に延びるコンベヤスロット３４が設けられる。スプレーされる物体は、従来の方法でコンベヤＣ（図２）から吊り下げられる（図示せず）ため、物体はブース１０に入ってブース１０内でスプレーガン２０を通過することができる。
【００３７】
ブース１０内には、床１６に密接して抽出ダクト４０が設置される。この抽出ダクト４０は排出端部を有し、デュアルすなわちツインサイクロンセパレータシステム４２と流体を通すように連通している。本発明の一態様によると、サイクロンシステム４２およびアフタフィルタシステム組立体６０（図４）の動作により引き込まれる空気によって、抽出ダクト４０内に大きな負圧が発生する。アフタフィルタシステム６０にある大型ブロワにより、真空作用の性質上、ブース１０内から抽出ダクト４０に入る大量の空気流が発生し、床１６上の粉体オーバースプレーがダクト４０内に引き上げられて、ダクト内の空気流に乗せられたようになる。この粉体を含む空気は、キャノピー１２の開口を介して抽出ダクト４０の排出端部に接続される適当な管路４４を介して、サイクロンシステム４２に引き込まれる。抽出ダクト４０の反対側の端部は、アクセスドアダクト（１７２）で終端する。サイクロンシステム４２の排気は、補助的なアフタフィルタシステム（６０）または捕集システム（図１には示さない）に通されて微粉が除去される。デュアルサイクロン機構４２ａ、４２ｂは、抽出ダクト４０を通して大量の空気流を供給して、床１２から粉体オーバースプレーを除去するために用いられることが好ましいが、必須ではない。
【００３８】
概して、本発明は、粉体オーバースプレーがブース１０から除去されて粉体捕集システムに給送される一実施形態を参照して、本明細書で説明される。記載される実施形態では、粉体捕集システムは、粉体をサイクロンから給送センタに搬送し戻すサイクロンシステムおよび装置の動作を用いる、粉体再利用システムを含む。あるいは、本出願では、粉体は再利用されずに、サイクロンシステムから逸れて粉体が処分されるアフタフィルタまたは他の機構に直接導かれる粉体捕集システムが説明される。したがって、本発明は、外部で用いられる特定の粉体捕集システムに依存するのではなく、スプレーブース内から粉体オーバースプレーを抽出するように導かれる。「粉体捕集」という用語は、粉体オーバースプレーが再利用されるか否かに関わらず、ブース外部でのスプレー後の粉体オーバースプレーの処分を包含するよう、最も広い意味で解釈されるべきである。
【００３９】
図１では、サイクロンシステム４２は、サイクロン支持フレーム４３により作業現場床Ｆ上に支持されるものとして示される。あるいは、サイクロンシステム４２は、ブース支持フレーム３０上に直接支持されてもよい。
【００４０】
抽出ダクト４０を通して引き込まれる空気流は、ブース１０の内部に収容空気流を供給する。キャノピー１２に設けられた種々の開口およびアクセスドアを介して、ブース１０に相当量の空気が引き込まれる。
【００４１】
抽出ダクト４０の各端部は、ブース床１６ではなくベース３０に支持される。キャノピー１２および設置された天井１４も、ブース床１６ではなくベース３０に支持される。本発明の別の態様によると、ブース床１６はブース１０の中心縦軸線Ｘを中心に回転する。この場合、抽出ダクト４０は回転する床１６に対して固定状態にされているため、抽出ダクト４０と床１６の表面との間には掃引作用がもたらされる。このように、スプレー作業中であっても、粉体オーバースプレーが床に堆積すると床から粉体オーバースプレーが清掃される。特に留意すべきは、スプレー作業中またはスプレー作業後にオーバースプレーを抽出することができることである。
【００４２】
システム１の全体的な説明を終えるが、サイクロンシステム４２は従来の構造であってもよく、引き込まれた空気から乗せられてきた粉体を分離する。システム１は粉体給送センタ４６も含み、粉体給送センタ４６は、当業者には既知のように、給送ホッパ、給送ホース、および粉体ポンプから成る適当なシステムによってスプレーガン２０に粉体を供給する。ガン２０、サイクロンシステム４２、ガン移動装置２６、コンベヤＣ、床１６の回転および位置、ならびに給送センタ４８の動作を制御する、制御コンソールまたはシステム４８も設けられる。制御システム４８は従来の構造であってもよい。適した制御システムは、米国特許第５，４５４，２５６号および第５，７１８，７６７号に記載されており、適したサイクロンシステムは、米国特許第５，７８８，７２８号に開示されており、適した給送センタは、米国仮特許出願第６０／１５４，６２４号に開示されており、当該仮特許出願は２０００年９月１５日に出願され、２００１年３月２２日に公開された「QUICK COLOR CHANGE POWDER COATING SYSTEM」の同時係属中のＰＣＴ出願第００／２５３８３号（ＷＯ０１／１９２５９  Ａ２）に対応する。これらの出願の開示内容全体はこの参照により本明細書にすべて援用する。サイクロンシステム４２により分離された粉体は、再使用のために給送センタ４６に戻すことができる（図１には示さない）。
【００４３】
本発明の別の態様によると、床１６は回転できるだけではなく、回転軸線Ｘに沿って軸線方向に平行移動することもできる。これにより、床１６は少なくとも２つの軸線方向位置、すなわち、スプレー塗装作業の際に床１６が自由に回転できる第１の下降位置と、色替え作業の際に床１６が上昇してキャノピー１２の壁の底縁部を密閉する第２の位置とを有することができる。床１６を密閉位置または上昇位置に移動させることにより、作業者は空気ワンド（air wand）または他の適当な装置を用いて、キャノピー１２、天井１４、または抽出ダクト４０の外部に堆積されている可能性のある粉体オーバースプレーを抽出ダクト４０内に吹き落とすことができる。例えば、抽出ダクト４０は、少なくとも一部が金属製で、静電スプレーシステムのイオンコレクタとしての役割を果たすことが好ましい。したがって、粉体は抽出ダクト４０の外面に付着して堆積するが、この少量の粉体は迅速かつ容易に吹き飛ばすことができ、ダクト４０内に迅速に掃き集められる。ブロワ組立体６０は、スプレーおよび清掃／色替え作業中は常にオン状態であることが好ましい。
【００４４】
上昇位置では、床１６は、通常は色替え作業の一部として、１人または複数人の作業者がブース１０の空気清浄の必要に応じて床を歩くことができるように、完全に支持されている（本明細書で説明する）。続いて床１６は、サイクロンシステム４２の動作中に下降および回転し、それにより最後に残ったいくらかのオーバースプレーが除去される。したがって、色替えはスプレーブース１０の清掃に関しては非常に高速で簡単な手順で行われる。ブース１０に好ましい複合材料の使用により、キャノピー１２および天井１４に粉体が実質的に堆積しなくなり、抽出ダクト４０が床１６から容易かつ効率的に粉体を除去することができる。床１６は、駆動ハブ組立体（図１には示さない）のところ以外は非導電性であるが、駆動ハブ組立体は抽出ダクト４０内に位置付けられて、大量の空気流がダクト４０を通ることによりハブに粉体が堆積できないようにする。
【００４５】
ガン２０のハウジングまたは本体の外面は、ガンスロット１８に配置されるエアジェット２１（図４）により清掃することができる。図４の拡大部分に示すように、エアジェット２１（各ガン本体に１つ）は、関連するガンスロット１８の長さに沿って垂直方向に延びる共通の空気管２１ａに設置される。この実施形態では、各ガンスロット１８に１つの空気管／ジェット機構がある。ガン２０がガン移動装置２４によりブース１０から引き出されると、エアジェット２１は各ガン本体に高圧空気を吹き付け、それによりガン２０から粉体を清掃して、粉体をガン本体からブース１０内に吹き飛ばし、ブース１０において抽出ダクト４０を介して粉体が抽出される。
【００４６】
システム１０の重要な態様は、作業区域に大きな変更を加える必要なく、既存のシステムに後付け部の一部としてシステム１０を実現できることである。例えば、図示の実施形態では、ブース床１６は作業現場床Ｆよりもわずか１２インチ程度上に設置される。これにより、必要であればブース１０を既存のサイクロンおよび給送システムと相互接続するとともに、既存のコンベヤシステムの下に嵌めることが可能となる。
【００４７】
図２を参照して、ベース３０および天井１４を省略して簡略化したスプレーブース１０の上面図すなわち平面図が示される。キャノピー１２は、大型の物体をスプレーブース１０に搬送することを可能にするアクセスドア５０を含む。図１に示すように、ドア５０は、上部ドア５０ａおよび下部ドア５０ｂがある「ダッチ」ドア機構と同様であってもよい。下部ドア５０ｂは通常、単に作業者がブース１０の内部に容易にアクセスできるように開く。これらの開口は、サイクロンシステム４２が動作している場合は、スプレー作業中のブース１０に入る主な空気源となる。この主要空気流パターンは、ブース１０内に粉体オーバースプレーを保持する収容空気としての役割を果たす。空気流はブース１０の他の場所、例えばコンベヤスロット３４で発生することもあるが、全収容空気パターンに対するこれら補助的な開口およびギャップの寄与は、種々のドア開口および任意の出入口（出入口が用いられる場合）を通って入る空気よりもかなり少ない。例えばアクセスドア５０を通るような主要空気流パターンの直径方向の中心線Ｙは、抽出ダクト４０の中心線Ｚに対して角度αを成す。好ましくは、角度αは約４５°である。したがって、ブース１０に入る空気流（方向矢印ＡＡで示す）は、ダクト４０に入る抽出空気流と平行ではない。このことにより、ブース１０に流入する空気は、方向矢印ＡＡで示すように床１６に沿った抽出ダクト４０の近くの低圧領域に到達するために、方向転換して下方に進まなければならなくなる（図４も参照）。したがって、この空気流パターンにより、ブース１０内の外側に下降する空気循環が生じ、その結果、物体にスプレーするためにスプレーガン２０が配置されるスプレーブース１０の中央領域の空気流は比較的少なくなる。中央領域の空気流がこのように比較的緩やかであることは、ブース１０に流入するかなり大量の収容空気により粉体スプレーパターンが悪影響を受けないことを意味する。したがって、ガン２０の塗着効率に大きな影響を与えることなく、優れた粉体収容が行われる。
【００４８】
図３および図４は、システム１の通常の床のレイアウトの平面図を示す（スプレーブース１０は垂直断面で示す）。図４では、２つのガン移動装置２２の使用が示されていることに留意されたい。この構成では、サイクロンシステム４２は、遷移エルボダクト５２により抽出ダクト４０の出口に接続される。粉体を含む空気は、抽出ダクト４０からエルボ５２へ入り、垂直接続管路４４を上昇してサイクロン４２の接線方向入口５４まで流れる。サイクロンシステム４２は、本明細書でさらに後述する再利用／非再利用バイパス弁を内部に有するバイパスプレナム５６を含む。サイクロンが「再利用」動作モードである場合、通常はサイクロンの濾過作用によって除去されなかった微粉体をまだ含んでいるサイクロンの排気が、付加的な排気管路を通過して従来のアフタフィルタ組立体６０（図４）に至る。サイクロン４２により分離された粉体は、サイクロンホッパ６２（図３）に入り、そこから手動で除去されて給送センタ４６のメインホッパ（図示せず）に戻ってもよく、または正の空気圧と適当な管路、弁、およびフィルタとによって給送センタ４６に自動的に移送されてもよい。従来技術のシステムでは、サイクロン４２から給送センタ４６への再利用粉体の移送を制御するために、ピンチ弁組立体（図示せず）がサイクロンホッパ６２の下に設置されていることもある。非再利用動作モードでは、サイクロンシステム４２がバイパス弁の動作により事実上オフラインになることにより、粉体を含む空気が抽出ダクト４０から管路４４を通過してプレナム５６を抜けて排気ダクト５８に至り、そこからアフタフィルタ組立体６０に入る。ブース１０、抽出ダクト４０、サイクロンシステム４２、および相互接続管路の内部に必要な空気流を発生させるメインブロワ（図示せず）は、アフタフィルタ組立体６０内に物理的に位置付けられることに留意されたい。メインブロワは、必要に応じてシステム全体のどこかに適宜に位置付けることができる。
【００４９】
図４は、適当なガン移動装置２４をさらにいくらか詳細に概略的に示す。図４を見る角度は、さらなる細部を示すために図３を見る角度から回転させたものであり、図４ではサイクロンシステム４２が明確化のために省略されていることに留意されたい。ガン２０はフレームまたはガン取り付け部２２に取り付けられ、フレームまたはガン取り付け部２２は通常、必要に応じたガン２０の配置を可能にするように水平方向および垂直方向に配列される、複数の管長さを含む。オシレータ２６は、ベース６６上で前後に平行移動することができる可動プラットフォーム６４上に支持される。プラットフォーム６４は、制御システム４８によって空気圧でまたは他の適当な手段により移動することにより、ガン２０をブース１０に対して水平方向に出し入れする。オシレータ２６は、スプレー作業の際にガンを昇降させることができるように垂直方向に移動する。ガン移動装置ベース６６は、ガン移動装置２４が作業現場床（図６を参照）を転がって移動することを可能にするホイール組立体１０６（図６）上に支持されることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。これにより、種々の主要構成要素を必要に応じてブース１０およびフレーム３０に加え、かつこれらに別々に組み立てることができるという点で、ガン移動装置２４はモジュール式スプレーシステム全体の一部となることができる。
【００５０】
図５を参照して、支持フレーム３０は八角形のフレームの形態で実現されているが、実際の幾何学的形状および構成は必要に応じて選択することができる。しかしながら、フレーム３０の内周形状はブース床１６に対応するよう円形である。フレーム３０は、一連の相互接続されたトラス６８およびフレーム棒材または円材７０を含む。美的理由から、また、回転する床１６との接触事故を防止するために、取り外し可能なスカートまたはカバー７２が設けられる。フレーム３０は、床駆動モータ７４および一連の４つの床昇降器７６等の種々の機器も支持する。フレーム３０の底部は、２つの平行な床ベース支持棒材３２に載っている。図６により詳細に示すように、支持棒材３２の各端部にはホイールまたはキャスタ７８が設置される。これにより、ブース１０およびフレーム組立体３０全体が作業現場床Ｆ上で容易に所定位置に移動することができる。
【００５１】
一点鎖線Ｗは、ブース垂直キャノピー１２の壁がフレームと位置合わせされる場所を示す。円ＦＬは、ブース床１６の外周を示す。したがって、床１６の直径はキャノピーの直径よりも大きいことが明らかである。通常のブースでは、キャノピーの直径は例えば約１０フィートであってもよく、床１６の直径は約１１フィートであってもよい。しかしながら、ブースのサイズは実際には制限されない。キャノピー１２の壁よりも外側に出ている床１６の延在部は、床１６とキャノピー１２との間のギャップに逃げ込んだ粉体がこの延在部に載るようにする落下パンの役割を果たす。この粉体の量は通常は非常に少量になり、主に微粉から成るため、抽出ダクト４０ならびに本明細書で後述するシール吹き飛ばしジェットの動作により引き込まれる傾向がある。
【００５２】
フレーム３０の内周にわたって平行な一対の床ハブ支持体８２が延びる。これらのハブ支持体は、フレーム３０にしっかりと取り付けられる。本明細書でさらに後述するように、床１６はハブ組立体８４を介して支持体８２に取り付けられる。したがって、床１６はキャノピー１２とは別個のユニットとしてフレーム３０に完全に支持されて、キャノピー１２に対する床１６の回転および垂直方向の移動を可能にする。
【００５３】
フレーム３０は複数の床昇降ユニット７６を支持しており、この実施形態では、フレーム３０の周縁部に沿って等間隔で４つの昇降器７６がある。昇降器７６の基本的な機能は、キャノピー１２の壁の底縁部に対して垂直方向に床１６を昇降させることである。床は、上昇するとキャノピー１２の底縁部を密閉する。床１６は、下降位置にある場合、床１６の垂直方向移動の平行移動軸でもあるキャノピーの縦軸線Ｘを中心に自由に回転する。
【００５４】
本明細書で上述したように、フレーム３０は、抽出ダクト４０の両端部、より詳細には、この実施形態ではサイクロンシステムとその反対側の端部のアクセスドア組立体とに通じる遷移ダクトの両端部も支持する。これにより、抽出ダクトは、床１６が回転している時に床１６の上面のすぐ上の位置に支持されることができる。抽出ダクト４０は図５には示さない。
【００５５】
次に図６および図７を参照して、床１６は厚い中央セクション１６ａを含み、続いて周縁部の剛性フランジ部１６ｂでは薄くなっている。４つの床昇降ユニット７６は、床１６の周縁部の周りに等間隔に位置し（図５を参照）、図６および図７は昇降器７６のうちの１つを詳細に示しており、他の３つの昇降器もほぼ同じである。本明細書で説明する昇降器７６の構造は好ましい構造であるが、特に、床１６の変位はかなり短く、約２インチ未満であるため、床１６を昇降させるのに利用可能な多くの代替法があることは当業者には容易に理解されるであろう。床１６が自由に回転できるのに十分なクリアランスを与えるには、床１６をキャノピー１２から下降させればよいだけである。床１６とキャノピー１２の壁の底部１２ａとのギャップが小さいほど、キャノピー１２の壁周縁部の外側に載る粉体を収容することが容易になる。
【００５６】
各昇降器７６は、３つの基本要素、すなわち空気圧アクチュエータ９０、揺動アーム９２、およびローラ９４を備える。この実施形態では、空気圧アクチュエータ９０は、ニューマチックサスペンションの用途で一般に見られる従来のエアクッションショックの形態で実現される。アクチュエータ９０は、フレーム３０のトラス７０のうちの１つにピン止めされたフランジ９８により支持される膨張式空気袋９６を含む。適当な取付具・空気ホース組立体９７を介して、空気袋９６に加圧空気が供給される。空気袋の下端部は、揺動アーム９２の第１の端部９２ａにピン止めされているフランジ１００に取り付けられるか、または他の方法でフランジ１００を変位させる。ローラ９４は、揺動アームの反対側の端部９２ｂにピン止めされ、床フランジ部１６ｂの領域で床１６の下面と係合する。
【００５７】
揺動アーム９２はほぼ中央部で曲がり、１０２でフレーム３０にピン止めされることにより、ピン１０２の軸を中心に枢動することができる。制御システム４８を用いて空気袋９７に加える空気圧を制御してもよく、またはこれは手動制御動作であってもよい。いずれの場合も、４つの昇降器７６は全て、床１６をほぼ水平に保つためにほぼ同時に作動させることが好ましいが、必須ではない。加圧空気の供給により空気袋９６が膨張すると、空気袋９６は拡張してフランジ１００を押し下げ、フランジ１００は揺動アーム９２の第１の端部９２ａを押し下げる。これにより、揺動アームは（図６の図で見て）反時計方向に枢動する。この反時計方向の枢動作用によりローラ９４が上昇し、それにより床１６が上昇する。床１６は、キャノピーの壁の下端部１２ａと係合するまで上昇する。これが図６に示す床１６の上昇・密閉位置であり、床は上昇位置にある場合は回転しない。床１６にはエラストマシール１０４または他の適当なシールが配置され、床１６が上昇してキャノピー１２と密閉係合すると、キャノピーの下端部１２ａと係合する。
【００５８】
フレーム３０には、床１６の周辺に少なくとも１つのエアジェットノズル８０が配置され、床１６が下降位置にある場合にシール１０４に向けて加圧空気を送る。色替えの準備の際にブース１０の内部の清掃活動が終了した後に、このエアジェット８０によりシール１０４から全てのオーバースプレー粉体が清掃される。エアジェット８０は通常は必要ではないため、他の場合にはオンにされない。ノズル８０は、シール１０４からの粉体を吹き飛ばして抽出ダクト４０に直接入れるために、ダクト４０の一方の端部の近くに配置されることが好ましい。ノズル８０により引き起こされるわずかな空気の移動は、キャノピー１２の壁の外側の床１６の延長部１６ｃに載っている粉体をダクト４０に掃き込むのに十分である。
【００５９】
円周部のエラストマ床シール１０４は、床１６に取着されるか、またはキャノピー１２の底部に担持され、床が上昇位置にある場合に床１６とキャノピー１２との間に気密シールを形成する。床シール１０４には任意の適当なシールまたはガスケット材料を用いることができる。これにより、床が上昇位置にある場合に作業者がブース１２に入り、粉体を床１６とキャノピー１２との間からブース外に吹き飛ばしたり、床１６とキャノピー１２との間に粉体を入り込ませたりせずに、空気ワンドまたは他の機構部を用いてキャノピー壁、天井、および抽出ダクト４０から粉体を吹き飛ばすことができる。この清掃作業は、通常は色替え動作の一部として行われる。
【００６０】
空気袋９６内の空気圧が放出されると、空気袋９６は収縮して揺動アーム９２の第１の端部９２ａを引き上げ、それにより揺動アーム９２を時計方向に枢動させる（図６に見られるように）。この回転によりローラ９４が下降し、ローラ９４と重力によって床１６が下降する。ローラ９４はフレーム３０に接触するまで下降する。本明細書で簡潔に説明するように、床１６はハブ組立体８４に取り付けられ、ハブ組立体８４は、床１６を回転させるだけでなく、キャノピー１２に対する床１６のこの軸線方向の変位も可能にする。
【００６１】
図６は、ガン移動装置ベース６６がホイール組立体１０６上に支持されることができ、それによりガン移動装置２２をブースフレーム３０に対して容易に接続および分離することができることも示す。ピン止め接合部１０８を用いて、ガン移動装置ベース６６をフレーム３０に着脱可能に接続することができる。
【００６２】
図６は、本発明の別の態様を示す。床１６はスプレーおよび色替え／清掃作業の際に回転するため、キャノピー１２および天井１４は床１６から離れて支持される必要がある。これは、例示の実施形態ではフレーム３０の周囲に配置される吊り下げひざ部１１０を用いて達成される。各ひざ部１１０は、フレーム３０にボルト締めされるかまたは他の方法で固定される下部水平フランジ１１２を含む。ひざ部１１０は、上方に延びてからブース１２に向かって内側に延びる。ひざ部はさらに、キャノピー１２の壁の曲率と一致するようわずかに湾曲し得る、垂直方向に延びるフランジ１１４を含む。ひざ部１１０は、上記で参照した特許出願に記載のプロセスによるような非導電性の複合材料からできていることが好ましいが、その必要はない。しかしながら、ひざ部１１０は、キャノピー１１２および天井１１４を支持するのに十分な剛性および強度を有するならば、いかなる非導電性材料からできていてもよい。
【００６３】
各ひざ部１１０は、キャノピー１１２の壁外面の各部分に結合される。任意の適当な結合剤を用いることができ、これはひざ部１１０およびキャノピー１１２の材料に基づいて決定される。この構成により、キャノピー１２および天井１４は床１６（図５に示すようにキャノピー１２の壁の下に延びる）のすぐ上に完全に支持され、静電気を帯びた粉体を引き寄せる可能性がある導電性のボルトまたはプレートあるいは他の要素は何もない。キャノピー１２に複合材料を用いることにより、キャノピーは床１６の上に片持式に支持される完全に自立形の構造となる。
【００６４】
図１７に示す代替の実施形態では、キャノピー１２の壁は、ねじ１９２によって複数の吊り下げひざ部１９０に取り付けられる。図１７では、床１６は参照のために示されている。この実施形態では、キャノピー１２の壁の下端部１２ａの厚さが実質的に薄くなり、吊り下げひざ部１９０のフランジに取り付けられる取り付けフランジとなることに留意されたい。各ひざ部１９０はまた、ブース支持フレーム３０の対応する支持トラス７０または他の固定された構造にボルト締めされる。図１７ではさらに、フレーム３０の内部に埃が入らないように、また美的理由からフレーム３０に被せられる非導電性のプラスチックシュラウド７２を設けることが示される。
【００６５】
図８および図９を参照すると、床１６は複合材料からなる多層構造である。床１６は、一体形の環状ハブフランジ１２２により形成される内側ハブ孔１２０を含む。図９に最も詳しく示すように、床１６は、床１６の中央領域の厚さが最大となるように階段状に積み重ねられる。続いて、床の外周がフランジ１６ｂで形成されるように、層が階段状に減らされる。図８および図９を参照すると、内側ハブフランジ１２２は、床１６をハブ組立体８４に取り付ける取り付け用ボルトを受け入れる４つのボルト孔１２４を含む。図９はさらに、床が上記で援用した特許出願に記載のプロセスにより作製される場合の、複合材料床１６の積層構造を概略的に示す。床１６の上面すなわち活性面１２６はゲルコート層であり、下面１２８はエポキシバリア層である。これら２つの層の間には、ＰＶＣコアリング（芯抜き）層１３０および二方向織物層１３２がある。その結果できる床１６は、非常に高い強度および剛性と非常に低い導電性とを有するため、粉体オーバースプレーが床の上面１２６に付着しにくくなる。
【００６６】
図１０および図１１を参照して、ハブ組立体８４は平行な中空棒材ハブ支持体８２により支持され、支持体８２は、フレーム３０（図５）にわたって延び、ボルトまたは他の適当な手段（図示せず）によりフレーム３０に取り付けられる。各支持棒材８２には、歯車箱支持ブラケット１４０が取り付けられる。各ブラケット１４０は、例えばボルト１４２によりそれぞれの支持棒材８２に取り付けることができる。ブラケット１４０には、ボルト１４６によって減速歯車箱１４４が取り付けられる。減速歯車１４４は、自在継手１５２により歯車箱１４４に連結される駆動軸１５０の回転に応じて、スプライン軸１４８を駆動する。駆動軸１５０は、本明細書で上述したようにフレーム３０に取り付けられる１／４馬力モータ７４により回転する。
【００６７】
スプライン軸１４８はトラックボールスプライン１５４と噛み合い、トラックボールスプライン１５４は、スプライン軸１４８の内スプラインおよび継手１５６と噛み合う外スプラインを有する。継手１５６は、ボルト１６２により継手１５６に取り付けられるキャップ１６０と、ボルト１６６により継手１５６に取り付けられるカラー１６４とによりアルミニウムハブプレート１５８に取り付けられる。床１６は、床ハブフランジ１２２のボルト孔１２４（図８）を通るボルト１６８によりハブプレートに取り付けられる。
【００６８】
この構成により、モータ７４は減速歯車１７０を介して駆動軸１５０を回転させ、駆動軸は、支持棒材８２を介してフレーム３０に取り付けられる減速歯車１４４を介してスプライン軸１４８を回転させる。このようにして、スプライン軸１４８の回転により継手１５６を介して床１６が回転する。駆動軸１５０とハブプレート１５８との間にスプライン機構を用いることにより、床１６は、床昇降器７６の動作により本明細書で上述したような限られた距離だけ、軸線Ｘに沿って軸線方向に平行移動することができる。制御システム４８は、モータ７４の速度、したがって床１６の回転速度を設定または調整するようにプログラムすることができる。
【００６９】
図１２、図１２Ａ、図１３、および図１４を参照すると、この実施形態の抽出ダクト４０は、一端がサイクロンエルボダクト５２に、他端がアクセスドアダクト１７２に取り付けられる金属製のダクトである。サイクロンエルボダクト５２およびアクセスドアダクト１７２はいずれも、フレーム３０に取り付けられて、床１６からわずかに離れて抽出ダクト４０を支持する。参照のために、キャノピー１２の壁の場所を図１２および図１３では一点鎖線Ｗで示し、床ＦＬも示す。
【００７０】
抽出ダクト４０は、ダクト４０の縦軸線に沿って床１６に向かって下方にテーパ状になっている下部スカート１７４を含む。このテーパは角度βで画定される。抽出ダクト４０は床１６よりも約２インチ上で支持され、一定の空気流パターンがダクト４０を通るのを保つように、必要に応じて小さいテーパβが用いられる。テーパがないと、サイクロン入口５２の最も近くにより高い負の空気圧があることにより、ブース内で不均一な流れパターンが生じる。床が上昇位置にある場合、サイクロンダクト５２側の端部では、ダクト４０と床１６との間にごくわずかなギャップしかないかまたは全くギャップがなく、反対側の端部では約２インチのギャップがある。したがって、床１６が最大限に下降した場合、この反対側の端部ではダクト４０と床１６との間に約４インチ未満のギャップがある。
【００７１】
図１４に最も詳しく示すように、ダクト４０はさらに、適当なヒンジ１７８によりスカート１７４に取り付けられる２つのドア１７６ａおよび１７６ｂを含む。ヒンジ１７８により、ドア１７６ａ、１７６ｂは図１４に仮想線で示すように開いて、ダクト４０に過剰な圧力が発生するのが防止される。ブース清掃の際および色替え作業の一部として床１６が上昇位置にある場合、ダクト４０内に圧力が発生する場合がある。しかしながら、通常の動作条件下では、ドア１７６ａ、１７６ｂは閉じており、ダクト４０内の負の空気圧により閉じた状態に保たれる。床がダクト４０の下で回転すると、床１６の上の粉体はダクト４０内の空気流中に引き込まれて、サイクロンシステム４２に向けて搬出される。
【００７２】
図１５Ａ、図１５Ｂ、および図１６を参照すると、代替の実施形態では、抽出ダクト１８０は、ブース１２に用いる材料と類似の複合材料から一部ができていてもよい。ダクト１８０は、床１６にわたって平行に延び、かつ上縁部がカバー１８４と接合される２つの長手方向の金属レール１８２を含む。カバーが丸形であることによりダクト１８０への粉体の堆積が減るため、カバーは非常に導電性の低い複合材料からできていることが好ましいが、必須ではない。全金属製ダクト４０の実施形態とは対称的に、カバー１８４は、それぞれの半分体の長手方向の外端部がヒンジ止めされるツーピースカバー１８４ａ、１８４ｂである。したがって、カバーは図１５Ｂに仮想線で示すように開かれると、ダクト１８０の長さ方向の中心点から垂直方向に持ち上がり、キャノピー壁に沿って上方に延びる。図１６Ａは別の代替の実施形態を示し、ここでは複合材料製のカバー１８４’が、図１４の実施形態と同様に長さ方向にヒンジ止めされる２つの半分体１８４ａ’および１８４ｂ’を含む。図１５および図１６の実施形態におけるように、図１６Ａの複合材料製のカバー１８４’は、例えば、複合材料製のブース１２を作製するプロセスを用いて作製することができる。
【００７３】
ダクト１８０は、床１６の上方に取り付けられ、全金属製ダクト４０の実施形態と同様の方法で設置することができる。本発明の別の態様によると、用途によっては、ダクトからの吸引が粉体を完全に取り除くには不十分である場合、床１６に付着する粉体残留物にさらなる力を加える必要がある場合がある。図１５および図１６の実施形態では、複合材料製のダクト１８０は、加圧空気が供給される（図示せず）内部空気通路１８６をレール１８２内に有するように形成されてもよい。各レール１８２は、端部１８２ａとの接線Ｔが床１２に対して開先角度θを成すような円弧状の形状である。角度θは、好ましくは９０°未満である。
【００７４】
各レール１８２の底部には、一連のエアジェットすなわちオリフィス１８８が形成され、これらは通路１８８ａを介して空気通路１８６と液通しており、加圧空気が各オリフィス１８８から床に向けて、ただし床１２上の粉体を抽出ダクト１８０内に吹き込む角度で送られるようになっている。オリフィス１８８は、各レール１８２の下縁部に沿って抽出ダクト１８０の進入側に離間して位置しており、したがって各レール１８２に関して、オリフィス１８８は各レールの長さの半分にのみ設けられるが、ブース床１６全体には完全なオリフィスのラインが延びる。ジェットスロット１８８からのこの正圧空気は、ダクト１８０内の負の空気圧流により生じる粉体除去吸引力を高める。オリフィス１８０からの加圧空気は、床１２に付着したかもしれないがダクト１８０からの負の空気圧流では引き上げることができない粉体オーバースプレー粒子を取り除くことを助ける傾向がある。代替のダクト１８０の実施形態は、ブース１２と同じ材料でできている必要はないが、このような材料の使用によりダクト１８０への粉体オーバースプレーの堆積が最小限に抑えられる。
【００７５】
サイクロンバイパス弁
図３を再び参照して、粉体スプレーシステム１が粉体再利用モードで動作するか粉体非再利用モードで動作するかを選択することができることが望ましい場合がある。例えば、システム１は、粉体オーバースプレーを再使用のために給送センタに戻すことができない場合、非再利用モードで動作することができる。再利用粉体動作モードは、サイクロンシステム４２の使用を伴うため、非再利用モードではサイクロン４２を事実上「オフライン」にする必要がある。
【００７６】
図１８は、バイパスプレナム５６の底面図を示す。ツインサイクロン４２ａ、４２ｂはそれぞれ、バイパスプレナム５６の開口２００および２０２と位置合わせされた円形排気開口を有する。再利用モードでは、サイクロン４２ａ、４２ｂからの排気は開口２００および２０２を通ってバイパスプレナム５６に入り、プレナム出口または排気開口２０４を通過してアフタフィルタ管路５８に至る。非再利用モードでは、開口２００、２０２は、バイパス弁組立体２０６により閉鎖される。
【００７７】
図３を参照すると、抽出ダクト４０をサイクロンシステム４２に接続する垂直方向の管路４４は、プレナムマニホルド２０７に接続され、プレナムマニホルド２０７は、サイクロン入口５４（ツインサイクロンが用いられる場合はこのような入口が２つあることに留意されたい）に接続される第１のダクト２０８を含み、サイクロンバイパスダクト２１０も含む。バイパスダクト２１０は、サイクロンシステム４２の頂部を超えて延び、バイパスプレナム５６に接続される。
【００７８】
図１９Ａおよび図１９Ｂを参照すると、バイパス弁２０６は３つの基本構成要素、すなわち弁ドア２１２と、一対のサイクロン出口シール２１４およびバイパスダクトシール２１６の形態のシールと、弁アクチュエータ機構部２１８とを含む。弁ドア２１２は、バイパスプレナム５６内に配置されるため、図１９Ａおよび図１９Ｂでは仮想線で示されており、弁アクチュエータ機構部２１８はバイパスプレナム５６の外部に配置される。図１９Ａでは弁ドア２１２はサイクロンの開位置で示され、図１９Ｂでは弁ドア２１２はサイクロンの閉位置で示され、これらはこの実施形態ではそれぞれ再利用モードと非再利用モードとに対応する。
【００７９】
シール２１４および２１６は例えば従来のＤシールである。サイクロンシール２１４は、プレナム５６のサイクロン開口２００、２０２それぞれの周りに設置される。あるいは、サイクロンシール２１４は弁ドア２１２に設置されてもよい。バイパスプレナムシール２１６もまたＤシールであってもよく、バイパスダクト２１０とバイパスプレナム５６との間の開口の周りのプレナム５６内に設置される。ここでも同様に、別法として、ダクトシール２１６はプレナム５６の壁ではなく弁ドア２１２に設置してもよい。
【００８０】
弁ドア２１２が直立位置すなわちサイクロンの開位置にある場合、弁ドア２１２はバイパスダクト２１０を密閉してバイパスプレナム５６から分離する。サイクロン排気出口もまた、開口２００、２０２を介してバイパスプレナム５６に通じるように開く。その結果、抽出ダクト４０からの粉体オーバースプレーを乗せた空気はサイクロン入口５４内に入り、それにより、粉体の多くが空気流から分離されて、サイクロンの下部捕集領域に落下する。まだ微粉体を含んでいる可能性があるサイクロン排気は、アフタフィルタ管路５８を通ってアフタフィルタ組立体６０（図４）へ流れる。
【００８１】
弁ドア２１２が倒れた位置すなわちサイクロンの閉位置（図１９Ｂ）にある場合、ドア２１２はサイクロン排気部を密閉してバイパスプレナム５６から分離する。しかしながら、バイパスダクト２１０がこの場合はバイパスプレナム５６に通じるように開いている。サイクロン排気部が密閉されている場合、サイクロンシステム４２は非動作状態であり、サイクロン入口５４に入る空気流に対する圧力抵抗が高いことを示す。結果として、抽出ダクト４０からの粉体を含む空気はサイクロン入口５４を迂回し、バイパスダクト２１０を通過して、バイパスプレナム５６を直進してアフタフィルタ管路５８へ、そして最終的にはアフタフィルタ組立体または他の廃棄物貯蔵容器へ入る。
【００８２】
この実施形態の弁アクチュエータ機構部２１８は、空気圧ピストン型アクチュエータ２２０およびベルクランク組立体２２２の形態で実現される。ベルクランク組立体２２２は、自由端２２６がアクチュエータロッド２２８に接続され、その反対側すなわちピボット端２３０がプレナム５６の壁を介して弁ドア２１２に接続されるレバー２２４である。アクチュエータ２２０は、取り付けブラケット２３２に枢動可能に接続されるため、ベルクランクレバー２２４を押し引きする際に引っ掛からないように自由にわずかに回転する。アクチュエータ２２０は、制御システム４８により制御されてもよく、あるいは圧力弁の手動操作により制御されてもよい。さらに、弁ドア２１２は手動で移動させることができるが、ドア２１２が各位置にある場合に十分なシールを確保するためにはアクチュエータが好ましい。
【００８３】
図２０および図２１は、弁ドア２１２の一実施形態を示す。ドア２１２は、２つの面２１２ａおよび２１２ｂを含み、これらはそれぞれ、ドア２１２が非再利用位置にある場合にサイクロン４２を密閉するために各開口２００、２０２に被せられ、ドア２１２が非再利用位置にある場合にバイパスダクト２１０から隔てて入口を覆う。ドア２１２は、アクチュエータ棒材２３４を囲んで曲がっている一片のシートメタル２３２から形成される。アクチュエータ棒材２３４の一端は、ベルクランクレバー２２４のピボット端２３０に接続される（図１９）。ドア２１２の端部および頂部には別のシートメタルが巻かれ、続いて強度および剛性を高めるために発泡体が注入される。ドア２１２の代替の形態では、各サイクロン排気開口を閉じるように個別に枢動する一対のドアを用いてもよい。この代替例では、システム１が再利用モードで用いられる場合にバイパスダクト２１０を閉鎖するために、別の第３のドアが必要な場合がある。
【００８４】
サイクロンバイパス弁の概念は、サイクロンセパレータシステムを利用するいかなる粉体スプレーシステムで用いてもよいことに留意すべきである。したがって、バイパス弁機構は、例えばスプレーブース１０の実施形態等の本明細書に記載するシステムの他の態様を用いるシステムでの使用に限定されない。
【００８５】
複合材料製の抽出ダクト
図１６Ａを参照すると、場合によっては、粉体を含む空気流がダクトを高速で流れることにより、複合材料製のカバー１８４’の内面に粉体が付着する場合がある。高速の空気流中の粉体は摩擦帯電作用を引き起こす場合もあり、これによりさらに、ダクトの内面に粉体粒子が付着する可能性がある。さらに、複合材料製のカバー１８４’の表面電荷を放電する機構部がないため、静電気を帯びたオーバースプレー粉体粒子および微粉体がカバー１８４’の外面に付着する可能性もある。この粉体の量は極めて少量ではあるが、用途によっては、色替え作業の際にダクトの表面の追加清掃が必要となる。
【００８６】
図２２〜図２４を参照すると、本発明の別の実施形態が示されており、この実施形態は、カバー表面に最初から載っているいかなる粉体も即座に落ちるかまたは加圧空気によって容易に吹き飛ぶように、ダクトカバーへの表面電荷の収集を低減するか、または実質的になくす。本発明のこの態様によると、粉体粒子は、静電スプレー作業の際に粉体粒子が帯びたと思われるいかなる静電荷からも引き離される。図示の実施形態は丸形のダクトを示しているが、ダクトは他の適当な幾何学的構成をとることができる。
【００８７】
この実施形態では、粉体抽出ダクトは全体的に参照符号３００で示される。ダクト３００は、図１６Ａの実施形態といくつかの点では同様であり、それらの説明は繰り返す必要がない。したがって、ダクト３００は、例えばアルミニウムまたは他の適当な材料からできていてもよい２つの長さ方向のレール３０２を含む。レール３０２は、空気通路３０４と、本明細書で上述した方法および目的で空気通路３０４内に位置する複数のエアジェット３０６とを含む。
【００８８】
ダクト３００は、２つの半分体３０８ａおよび３０８ｂを有する複合材料製のカバー３０８を含む。これらのカバー半分体は、適当なヒンジ継手機構３１０ａおよび３１０ｂにより各レール３０２に接合されて、カバー３０８が仮想線および方向矢印で示すように開くことを可能にする。カバーは長さ方向にヒンジ止めされる。あるいは、カバー半分体３０８ａ、３０８ｂは、図１５Ａ、図１５Ｂおよび図１６の実施形態と同様に両端部がヒンジ止めされてもよい。
【００８９】
各カバー半分体は同じ構成である。この実施形態ではカバー３０８が金属製であるか、またはその他の導電性内面３１２を有して形成される点で、このカバーは本明細書の他の実施形態と区別される。この例では、表面３１２はベース３１４上に形成されるか、または他の方法で設けられる。ベース３１４は、例えば円弧状のステンレス鋼製の加工品３１４から成っていてもよいが、任意の導電性材料を用いることができ、あるいは導電性表面３１２を非導電性のベースまたは基板上に設けてもよい。ベース３１４は、非導電性の円弧状外皮３１８を支持する一連の支持リブ３１６を含む。支持体３１６は例えば、それぞれが脚部３１６ａおよび対応する支持プレートまたはシェルフ３１６ｂを含んでもよい。導電性外層すなわち外皮３１８は、支持体３１６ｂに被せられて、ほぼ中空のカバー構造を形成する。外皮３１８は、支持シェルフ３１６ｂに接着されるかまたは他の方法で取り付けられることができる。支持体３１６の具体的な形状は本発明には重要ではない。任意の適当な支持機構部を用いて、中空カバー３０８ａおよび３０８ｂを形成することができる。この例では、支持体３１６は導電性ベース３１４と一体形成することができる。さらに別の部分支持体によって端部立ち上げ部３２０を形成してもよく、これは所望の場合はカバー構造をほぼ包むように設けられる。支持体３１６は、各カバー半分体の幅方向に延在していてもよい（図２３）。
【００９０】
端部立ち上げ部３２０は、対応する上部プレート３２０ａを含む。気密エンクロージャを形成するために、端部プレート３２０および上部プレート３２０ａはベース３１４に溶接されてもよい。図２３Ａに示すように、ベース３１４の長さ方向の側部も、立ち上げ部３１４ａおよび対応する上部プレート３１４ｂを含む。したがって、非導電性層３１８がベース３１４上に接着されると、箱状の気密なほぼ中空のエンクロージャが形成される。各リブ３１６は、ベース３１４のスロット（図示せず）に挿入される位置合わせタブ３１６ｃを含んでもよい。その場合、タブ３１６ｃは、ベース３１４に３１７（図２４）として溶接されるか、またはベース３１４に他の方法で接着されて、剛性の支持体を提供する。
【００９１】
カバー３０８は、本明細書では中空または空気が充填されているものとして示されているが、より頑強な用途で必要な場合は支持力および剛性を高めるために、例えば低密度発泡体または他の適当な非導電性材料等の材料が充填されてもよい。
【００９２】
外皮３１８は、例えばプリント回路基板に一般に用いられるようなＦＲ−４材料等の、任意の適当な非導電性材料であってもよい。
【００９３】
オーバースプレー粉体粒子が外皮３１８の表面に最初から載っている場合であっても、粉体が帯びた静電荷は外皮を通過し続けて導電性の内面３１２に収集されることから、カバー３０８によりスプレーブース内での清掃および色替え手順が改善される。内面３１２は、レール３０２およびベース３１４と同様に接地されている。したがって、内面３１２は接地経路としての役割を果たし、粉体オーバースプレーが帯びた静電荷から粉体粒子を引き離す。これにより、粉体粒子はカバー３０８上の表面電荷の影響を受けず、容易に落下して抽出ダクト３００により捕集される（本明細書で上述したように）。接地されたベース３１４の導電性の内面は、ダクト３００を流れる高速の空気／粉体流の摩擦帯電効果を接地させるかまたはなくす役割も果たす。
【００９４】
オーバースプレー粉体用の導電性抽出ダクト
図２５および図２６を参照して、本発明の別の実施形態では、本明細書で上述した抽出ダクト４０はスプレーブース床１６の全長に延びる必要がないことが判明した。むしろ、半ダクトを全長ダクトとまさに同じように効果的に用いることができる。ダクトの長さを半分に減らすことにより、いくつかの重要な利点が得られる。半ダクトは材料コストを節約できるため、実質的により安価である。また、ヒンジ式ドア（開き戸）がある必要はないが、半ダクトをサイクロン入口ダクト５２に単にヒンジ止めするかまたは他の方法で取り付けることができる。構造は床１２の上に片持式に支持されるため、半ダクトの自由端に支持機構部を設ける必要はない。この場合、床１２の半分はダクト構造により妨げられていないため、作業者がブース１０の内部で作業することがかなり簡単になる。さらに、表面積の半分を清掃するだけでよいため、半ダクトは導電性であってもよく、複合材料ではない安価な金属でできていてもよい。フルサイズのダクトと比較して、面積が小さいほど清掃が容易であり、粉体を容易に抽出ダクトに引き込むことができる。
【００９５】
次に図２５〜図２７を参照して、本発明のこの態様によると、本明細書に記載のダクト４０と同じ全体構成であってもよい、スカート３３２を含む粉体抽出ダクト３３０が提供される。本明細書で上述した全長ダクト４０と同様に、ダクト３３０は、サイクロン入口５２の近くの狭い方の部分と角度βを成して床１２の上で傾斜するような方法および形状で支持される。作業者が図２６に示されるようにダクト３３０を上方に開くことができるように、ヒンジ３３４または他の適当な支持体が設けられる。位置合わせピン３３６を設けて、ダクト壁３３８を支持し、ダクト３３０が図２５に示す倒れた位置にある場合にダクトがサイクロン入口５２と確実に位置合わせされるようにしてもよい。クロスバーすなわちブレースも、ダクト３３０を持ち上げるハンドル３４０として機能することができる。リップシール（図示せず）を設けて、ダクト３３０のヒンジ端とサイクロン入口５２構造体との間にエアシールを提供してもよい。ダクトの自由端は完全に開くことができるため、本明細書で上述した全長ダクト４０とほぼ同じ方法で、抽出ダクト３３０によって粉体が掃き集められる。
【００９６】
回転する床１２の半分を半ダクト３３０によって掃除するだけでよいため、床１２の回転速度を単に２倍にすることによって、全長ダクトを用いた場合と同じ粉体捕集量が得られる。
【００９７】
コンベヤスロット用の収容空気流
図２８を参照して、粉体スプレーブース３５０のこの簡略図では、用途およびブース構成によっては、ルーフ３５４のコンベヤスロット３５２は粉体オーバースプレーが逃げる可能性がある開口である。従来では、コンベヤシュラウドまたは他のカバー式の機構を用いて、粉体オーバースプレーがスロット３５２から逃げることを防止するよう試みてきた。本発明の一態様によると、コンベヤスロット３５２に収容空気流を供給して、内部に向けて送られる空気流を発生させ、粉体がコンベヤスロットから逃げることを防止する。コンベヤスロット収容空気流はコンベヤスロット開口全体に及ぶことが好ましいが、必須ではない。一実施形態では、圧縮空気マニホルド３５６がスロットから内向空気流を送るようにコンベヤスロット３５２に沿って配置される。この内向空気流は実際には、コンベヤスロットの外部で正の差圧を発生させ、かつスプレーブース内に向けて空気流を発生させることにより、スプレーブース内にオーバースプレー粉体を収容するのに役立つエアカーテンである。
【００９８】
図２９を参照して、マニホルド３５６は、それぞれから一体形の取り付けフランジ３６０が延びている一対の空気流路３５８の形態で実現される。フランジ３６０はそれぞれ、接着等の任意の適当な方法によりルーフ３５４の上面に取り付けられる。他の技法を用いてスプレーブースに流路３５８を取り付けまたは接着してもよいため、フランジ３６０は流路３５８と一体形成されなくてもよい。例示的な実施形態では２つの流路を示しているが、用途によっては１つの流路を用いてもよい。流路３５８は、ブース内部を通過しなければならないコンベヤ要素のために十分な空間を残すように、コンベヤスロット３５２の中心線ＣＬを中心に離間している。
【００９９】
各空気流路３５８は、内部に空気通路３６２を形成するようほぼ中空の構造である。流路３５８は、コンベヤスロット３５２の全長にわたって延びることが好ましい。各流路３５８はさらに、流路３５８の壁３６６を通る一連のエアジェットまたは穴３６４を含む。これらのエアジェット３６４は、図２９に方向矢印で示すように、下方に向けてスプレーブース内に加圧空気流を供給する。これらのエアジェット３６４は、コンベヤスロット３５２の全体に沿ってエアカーテン効果をもたらすように、各流路３５８の全長に沿って設けられる。流路３５８はそれぞれ、任意の適当な材料からできていてもよい。一例では、流路はガラス繊維およびポリエステル樹脂材料の引き抜き成形品から成り、これはエアジェット３６４のための穿孔が容易であり、本明細書で上述した複合材料製のブース構造への接着が容易である。押し出し成形、成形、または機械加工を含む他の技法を用いてマニホルド３５６を形成してもよい。さらに、流路３５８は耐力構造ではないため、個別のエアジェットではなく一続きのスロットまたは一連のスロットを用いて、ブース内部に向けて通路内から空気を送ってもよい。
【０１００】
流路３５８は、流路３５８の各閉鎖端に取り付けられる適当なエア接続金具等により、加圧空気源（図示せず）に連結される。
【０１０１】
本明細書に記載される引き抜き成形の使用は、図３１および図３２に示すような多目的構造の作製に特に有利である。一実施形態では、空気流路３５８および関連のフランジ３６０を含む引き抜き成形品３６８が形成される。エアジェット３６４は参照のために図３１に示されているが、実際には、ジェット３６４は引き抜き成形プロセスの一部として形成されるのではなく、成形後に穿孔される。
【０１０２】
引き抜き成形品３６８はさらにＬ字形支持体３７０を含む。Ｌ字形支持体は、ブリッジ片３７２により流路３５８部に接合される。流路部３５８を支持体部３７０と別個に用いることが望まれる場合、これら２つの部分は切断等によりブリッジ片３７２を除去することによって分離される。
【０１０３】
図３０に示すように、流路部３５８は多目的機能に合わせて設計される。図３０は、傾斜した床３７４を有するタイプのスプレーブースの一部を示す。このようなブースは、２００１年３月１４日に出願され、２００１年１０月１１日付けで公開番号ＷＯ０１／７４４９７Ａ１として英語で公開された「IMPROVEMENTS IN AND RELATING TO POWDER COATING SYSTEMS」の同時係属中のＰＣＴ国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ０１／０１１１６号に記載されている。この出願の開示内容全体はこの参照によりすべて本明細書に援用する。流路３５８のこのさらなる用法では、フランジ３６０は床３７４の下面に流路３５８を取り付けるために用いられる。流路３５８の壁３７８にはエアジェット３７６が形成される。エアジェット３７６は、流路３５８の全長に沿って設けられる。エアジェット３７６は、スプレーブース床３７４に層状の加圧空気流を（図３０に方向矢印で示すように）送って床から粉体を吹き飛ばすように形成される。
【０１０４】
Ｌ字形支持体３７０は、スプレーブースの構造支持体（図示せず）に固定されてもよい。別個のＬ字形部３８０も、スプレーブースの壁３８２の壁ブレースとして用いることができる。ブレース３８０は、流路部３５８がブリッジ３７２のところで分離されると形成される、単なる残りの部品である。例えば、流路３５８は、図２８を参照して本明細書で説明したエアカーテンマニホルド３５６の一部として用いられる引き抜き成形品３６８から分離されることができる。その場合、残りのＬ字形部３８０は、別のブース構造において壁支持体として用いるのに利用可能である。エアジェット３７６／３６４は、特定の流路用途が選択された後に形成される（したがって、図３１に示すエアジェット３６４／３７６は引き抜き成形品の一部ではなく、成形後に形成される）。
【０１０５】
本発明は、本発明を実施するために意図される最良の形態または好ましい形態として開示される特定の実施形態および代替の実施形態に限定されることは意図されず、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明による粉体スプレーシステムの等角概略図である。
【図１Ａ】メインスプレーブースに取り付けられた手動スプレーブースまたは出入口を示す、本発明による粉体スプレーシステムの等角概略図である。
【図２】スプレーブース・サイクロンシステムの簡略上面図である。
【図３】通常の粉体塗装システムのレイアウトの立面図である。
【図４】通常の粉体塗装システムのレイアウトの立面図である。
【図５】本発明のスプレーブースを支持するフレームの平面図である。
【図６】床が上昇位置にある、スプレーブースの床昇降組立体の詳細な図である。
【図７】床が下降位置にある、スプレーブースの床昇降組立体の詳細な図である。
【図８】スプレーブース床の平面図である。
【図９】図８の線９Ａ−９Ａに沿って取った床の断面図である。
【図１０】床ハブ組立体の一実施形態の平面図である。
【図１１】図１０の線１１−１１に沿って取った図１０のハブ組立体の垂直断面図である。
【図１２】抽出ダクトの立面図である。
【図１２Ａ】抽出ダクトの斜視図である。
【図１３】図１２の抽出ダクトの平面図である。
【図１４】図１２の線１３−１３に沿って取った図１２の抽出ダクトの断面図である。
【図１５Ａ】抽出ダクトの代替の実施形態の分解斜視図である。
【図１５Ｂ】抽出ダクトの代替の実施形態の組み立て状態の斜視図である。
【図１６】図１５の抽出ダクトの側方断面図である。
【図１６Ａ】図１５Ａおよび図１６の抽出ダクトの代替の実施形態の側方断面図である。
【図１７】キャノピー支持機構の代替の実施形態の図である。
【図１８】バイパスプレナムの底面図である。
【図１９Ａ】バイパス弁およびアクチュエータ機構を再利用モードに対応する位置で示す、図１８のバイパスプレナムの立面図である。
【図１９Ｂ】バイパス弁およびアクチュエータ機構を非再利用モードに対応する位置で示す、図１８のバイパスプレナムの立面図である。
【図２０】図１９の弁要素の一実施形態の正面図である。
【図２１】線２１−２１に沿って取った図２０の弁要素の断面図である。
【図２２】粉体抽出ダクトの代替の実施形態の図である。
【図２３】粉体抽出ダクトの代替の実施形態の図である。
【図２３Ａ】粉体抽出ダクトの代替の実施形態の図である。
【図２４】粉体抽出ダクトの代替の実施形態の図である。
【図２５】半分の長さの粉体抽出ダクトの一実施形態の図である。
【図２６】半分の長さの粉体抽出ダクトの一実施形態の図である。
【図２７】半分の長さの粉体抽出ダクトの一実施形態の図である。
【図２８】コンベヤスロットの空気マニホルドを組み込んだスプレーブースの簡略図である。
【図２９】図２８の線２９−２９に沿って取った断面図である。
【図３０】本発明による引き抜き成形された多目的構造の図である。
【図３１】本発明による引き抜き成形された多目的構造の図である。
【図３２】本発明による引き抜き成形された多目的構造の図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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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１２Ａ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１６Ａ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２３Ａ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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