(57)【要約】塗料循環システム１０と、その塗料循環システム１０で使用される圧力開放モジュール４０が記載される。塗料循環システム１０は加圧された塗料の供給パイプライン２２と、タンク戻りパイプライン３４と圧力開放モジュール４０を備える。圧力開放モジュール４０は、加圧された塗料が供給パイプライン２２に提供される際に通過する第１フローチャンバ６５と、塗料がタンクリターンパイプライン３４に戻る際に通過する第２フローチャンバ６９と、第１フローチャンバ６５と第２フローチャンバ６９とを連結する開口部４２と、開口部を塞ぐために開口部に向けて付勢されるバルブ部材４６を備える。バルブ部材４６は、開口部４２を開放するようにバルブ部材４６を変位するため、第１フローチャンバ６５における圧力が所定の開放圧力を超えたことに反応して可動される。これにより、塗料循環システム１０で生じる障害を防ぎながらも、塗料が第１フローチャンバ６５から第２フローチャンバ６９に流れるのを可能とする。
2016508583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動体循環システム用の圧力開放モジュールであって、
前記モジュールは、
加圧された供給流動体流を受容するための供給流入口ポートと、
前記加圧された流動体流を供給するための供給流出口ポートと、
低圧力戻り流動体流を受容するための戻り流入口ポートと、
前記低圧力戻り流動体流を供給するための戻り流出口ポートと、
前記供給流入口ポートを前記供給流出口ポートに連結する第１フローチャンバと、
前記戻り流入口ポートを前記戻り流出口ポートに連結する第２フローチャンバと、
を備えるハウジングと、
前記供給流動体流の圧力が閾値を超えると、前記第１フローチャンバからの前記供給流動体流の少なくとも一部の進路を前記第２フローチャンバに変更するように構成される圧力開放手段と
を備える流動体循環システム用の圧力開放モジュール。
【請求項２】
前記第１フローチャンバ及び第２フローチャンバは共通の分離壁を共有する請求項１記載の前記圧力開放モジュール。
【請求項３】
前記圧力開放バルブは、前記共通の分離壁に配置されて前記第１フローチャンバを前記第２フローチャンバに連結する開口部をさらに備える請求項２記載の前記圧力開放モジュール。
【請求項４】
前記圧力開放手段は前記開口部に付勢されるバルブ部材を備え、前記供給流動体流の圧力が閾値を超えると、前記バルブ部材は前記開口部から遠ざかる請求項３記載の前記圧力開放モジュール。
【請求項５】
前記第１フローチャンバ及び前記第２フローチャンバは前記ハウジング内にて直交して配置される請求項１〜４のいずれか一項記載の前記圧力開放モジュール。
【請求項６】
加圧された塗料の供給パイプラインと、タンク戻りパイプライン及び圧力開放モジュールとを備える塗料循環システムであって、
前記圧力開放モジュールは、
前記加圧された塗料が前記供給パイプラインに提供される際に介在する第１フローチャンバと、
塗料が前記タンク戻りパイプラインに戻る際に介在する第２フローチャンバと、
前記第１フローチャンバと前記第２フローチャンバを連結する開口部と、
前記開口部を塞ぐために前記開口部に向けて付勢されるバルブ部材を備え、
塗料を前記第１フローチャンバから前記第２フローチャンバに流すように前記バルブ部材が前記開口部を開放すべく前記バルブ部材を変位させるため、前記第１フローチャンバの圧力が所定の開放圧力を超えたことに反応して前記バルブ部材を可動する、前記塗料循環システム。
【請求項７】
前記圧力開放モジュールは、ハウジング、ハウジング内の通路を画定する前記第１フローチャンバ及び前記第２フローチャンバを備える請求項６記載の前記塗料循環システム。
【請求項８】
前記第１フローチャンバ及び前記第２フローチャンバは前記ハウジング内にて相互に直角に配置される請求項７記載の前記塗料循環システム。
【請求項９】
前記第１フローチャンバは前記ハウジング内で前記第２フローチャンバに近接して配置される請求項７又は８記載の前記塗料循環システム。
【請求項１０】
前記開口部は、前記第１フローチャンバと前記第２フローチャンバとを分離する共通壁に配置される請求項７〜９のうちのいずれか一項記載の前記塗料循環システム。
【請求項１１】
前記システムに供給する塗料を貯蔵するためのタンクと、前記タンク戻りラインが塗料を前記タンクに戻すように前記タンクから塗料を汲み上げるためのポンプとを備える請求項１０記載の前記塗料循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力開放モジュール及び圧力開放モジュールを備える塗料循環システムに関する。より詳細に、本発明は、流動体循環システム用の圧力開放バルブに関し、さらに加圧された塗料の供給パイプライン、タンク戻りパイプライン及び圧力開放バルブを備える塗料循環システムに関する。
【０００２】
自動的な塗料の仕上げ設備では、加圧された液体の流れが作用して設備内の圧力が安全な所定のレベルを超えて上昇したときに、意図的に故障する（fail）ように設計された、フューズ（fuse）と似た動作をする、開放システムを提供することが重要である。
【０００３】
圧力上昇は、加圧された液体を汲み上げる（pumping）パイプライン内の障害物のせいで自然に発生するかもしれないし、又はバルブなどの不適切な閉鎖のせいで意図せずに作りだされるかもしれない。圧力を開放するための機構がないと、予測不能な、費用のかかる、さらに潜在的に危険な故障がパイプライン及びポンピング設備内にて生じる。
【０００４】
この問題を処理するため、破裂板（rupture discs）が初期の圧力管理の態様を提供するために、たびたび用いられた。これらの破裂板はパイプライン内に取り付けられ、所定の圧力限界が超えられると故障するように設計される。一旦この限界に達すると、破裂板は破断されて、塗料が供給タンクに戻るように排出パイプラインにより進路変更される。解決策にもかかわらず、そのような破裂板は各故障の後に取り替えられる必要がある。さらに、切り離し排出パイプラインは乾燥塗料の凝結を防ぐために、使用された後に洗浄されなければならないという問題もある。
【０００５】
本発明は、圧力開放モジュール付の改良された塗料循環システムを提供することによってこれらの課題を軽減することを目的とする。
【０００６】
本発明の第１アスペクトによれば、流動体循環システム用の圧力開放モジュールが提供され、この圧力開放モジュールはハウジングを備え、このハウジングは加圧された供給流動体流（pressurised supply fluid flow）を受容するための供給流入口ポート（supply flow inlet port）と、前記加圧された流動体流を供給するための供給流出口ポート（supply flow outlet port）と、低圧力戻り流動体流（low pressure return fluid flow）を受容するための戻り流入口ポート（return flow inlet port）と、さらに前記低圧力戻り流動体流を供給するための戻り流出口ポート（return flow outlet port）と、前記供給流出口ポートに前記供給流入口ポートを連結する第１フローチャンバ（flow chamber）と、前記戻り流入口ポートを前記戻り流出口ポートに結合する第２フローチャンバと、さらに前記供給流動体流の少なくとも一部を前記第１フローチャンバから前記第２フローチャンバに、前記供給流動体流の前記圧力が閾値を超えたときに、進路を変えるように構成された圧力開放手段を備える。
【０００７】
有利には、前記第１フローチャンバと前記第２フローチャンバは共通分離壁を共有する。共通分離壁内には、前記第１フローチャンバと前記第２フローチャンバとを相互に接続する開口部（orifice）がある。開口部に対してバルブ部材が付勢されて、通常の動作条件にてバルブ部材が開口部を覆い、さらに供給流動体流の圧力が所定の閾値を超えるとバルブを開けるように配置される（バルブ部材が開口部から離間される）。
【０００８】
全般的に、第１フローチャンバ及び第２フローチャンバはハウジング内にて直交して配置される。この配置は、ハウジングのコンパクトな配置を可能とし、さらに第１フローチャンバと第２フローチャンバが並列に配置されるよりも、組立が容易となる。この利点は、共通分離壁が直交配列によって最小化され、開口部の位置がより容易に制御されるのを可能とするからである。
【０００９】
本発明の第２アスペクトによれば、塗料循環システムが提供され、この塗料循環システムは加圧された塗料の供給パイプラインと、タンク戻りパイプライン及び圧力開放モジュールとを備えてなる。圧力開放モジュールは加圧された塗料が前記供給パイプラインに提供されるように介在する第１フローチャンバと、塗料が前記タンク戻りパイプラインに戻るように介在する第２フローチャンバと、前記第１フローチャンバと前記第２フローチャンバとを相互に連結する開口部と、さらに前記開口部を塞ぐために前記開口部に対して付勢されるバルブ部材とを備える。前記バルブ部材は、前記第１フローチャンバから前記第２フローチャンバに塗料を流れるようにするために前記開口部を開放すべく前記バルブ部材を変位させるため、前記第１フローチャンバの圧力が所定の開放圧力を超えたことに反応して可動される。
【００１０】
一具現化例にあって、圧力開放モジュールは前記第１フローチャンバ及び前記第２フローチャンバが通路を画定するようなハウジングを備える。そのような配置は、加圧された塗料パイプラインからの塗料の進路を圧力開放バルブが変更するか又は曲げるのを可能とする。そして前記ハウジングに向けて塗料を直接流入させ、さらに前記タンク戻りパイプラインの中に流れ込ませる。このため、塗料の排出用又は塗料の開放用の分離パイプラインの必要性を排除し、超過の圧力事象による設備の動作時間損失を最小化又は除去することを保証する。
【００１１】
有利なことには、前記第１フローチャンバ及び前記第２フローチャンバは、前記ハウジング内にて相互に対して直角をなして配置される。
【００１２】
好ましくは、前記第１フローチャンバは前記ハウジング内にて前記第２フローチャンバに近接して配置される。
【００１３】
本発明の実施形態にあって、前記バルブの前記開口部は前記第１フローチャンバと前記第２フローチャンバとを分離する共通壁に配置される。
【００１４】
全般的に、前記塗料循環システムは、このシステムへの供給する塗料を貯蔵するタンクと、このタンクから加圧塗料供給パイプラインに塗料を汲み上げ、さらに押し出す（pumping）ためのポンプとを備える。前記塗料供給パイプラインは前記塗料を前記タンクに戻す。複数の噴霧器が、塗料を自動車などに供給する加圧供給パイプラインの下流に設けられる。
【００１５】
本発明の特定の実施形態は、添付の図面に描写される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る圧力開放モジュール付の塗料循環システムが通常動作しているときの概略的な描写図である。
【図２】図１に示された塗料循環システムが故障状態にあるときの概略的な描写図である。
【図３】図１及び図２に示される圧力開放モジュールの概略的な上面図である。
【図４ａ】図１に示されるような通常動作をし、流体がシステムを流れ、かつ圧力開放モジュールが設定された圧力を下回るときの、図３に示される圧力開放モジュールのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４ｂ】図２に示されるようなフォールト状態で動作しており、流体がシステムを流れ、かつ圧力開放モジュールが設定された圧力を上回るときの、図４ａに示された圧力開放バルブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は複数の塗料噴霧器（図示せず）に塗料を供給するための塗料循環システム１０を示す。塗料循環システム１０は、混合タンク１４及びシステム１０を廻る塗料を循環するためのポンプ１２を備える。ポンプ１２には代替的な同等のポンプが用いられてもよいが、典型的には電気可変速度ポンプである。混合タンク１４は、塗料又は他の液体をポンプ１２によってシステム１０に循環する前に貯蔵する貯蔵タンクである。液体が塗料であると、配管網及び設備内における沈殿（堆積）を防ぐために塗料が継続的に循環されるのを保証することが重要となる。
【００１８】
ポンプは加圧された塗料を複数のパイプライン２０を介して塗料循環システムに供給する。使用状態にあって、混合タンク１４から塗料供給パイプライン２４（図１における二点鎖線にて示される）を通った塗料はポンプ１２によって受けとられる。ポンプ１２は、塗料をプリセットレベル、例えば毎分１０リットル、に設定する。塗料はその後システム内を循環し、ポンプ出口パイプライン２０を介して塗料噴霧器及び主噴霧パイプライン２２（図１には実線として示される）に達する。任意に、主噴霧パイプライン２２は、加圧塗料流から粒子を除去するためのフローフィルタ２６と、塗料が流れるボールストップバルブ（ball stop valve）２８とを備える。
【００１９】
塗料は複数の噴霧器に伝送され、かつ戻りパイプライン３０を介して戻り循環される。背圧調節器３２は、背圧調節器３２の塗料の上流の圧力を設定し、かつ維持するように動作する戻りパイプライン３０に設けられるが、背圧調節器３２の塗料の下流は加圧されない。
【００２０】
背圧調節器３２の下流にて、戻りパイプライン３０は圧力開放モジュール４０に入る。圧力開放モジュール４０は第１フローチャンバ、又は戻りパイプライン３０（図１には実線として示される）をタンク戻りパイプライン３４（図１には一点鎖線として示される）に結合する、塗料用の通路を含む。さらに、第２フローチャンバ、又は塗料用の通路が、ポンプ出口パイプライン２０を主噴霧パイプライン２２に結合する。さらに、圧力開放モジュール４０は、第１フローチャンバ及び第２フローチャンバを相互に連結する開口部を有する。開口部は、塗料がタンク戻りパイプライン３４に搬送されるように、塗料をポンプ出口パイプライン２０から主噴霧パイプライン２２に流れさせる。開口部の周辺は、開口部を塞ぐための、バルブ部材と協働するシート（seat）である。ここで、バルブ部材は、シートに対して通常、付勢されている。第１フローチャンバ（ポンプ出口パイプライン２０から主噴霧パイプライン２２に）における塗料の圧力がプリセット値を超えると、圧力は開口部を開放するように、バルブ部材をシートから離して持ち上げられるように、バルブ部材上の付勢力に打ち勝つ。これは、塗料を第１フローチャンバから第２フローチャンバに、すなわちポンプ出口パイプライン２０からタンク戻りパイプライン３４に流れさせる。この実施形態にあって、プリセット値は２１バール（bar）（＝２，１００，０００ Pa（pascal））である。圧力開放モジュールの動作は、図３、４ａ及び４ｂを参照して詳細に説明される。
【００２１】
任意に、戻りパイプライン内では、第２ボールストップバルブ３６が背圧調節器３２の上流に位置される。この第２ボールストップバルブ３６は、バルブ２８と共に、ポンプシステムから塗料噴霧器（図示せず）を分離するように使用されてもよい。
【００２２】
図２は故障モード（fault mode）における塗料循環システム１０を示す。このような状況は、パイプライン又はフィルタ２６内にて障害物が形成されると生じるし、又は例えばボールバルブ２８が不適切に閉鎖されるような人的エラーがあると生じる。このような故障の事象の具体例を図２に示す。そのような妨害物は、加圧された流れのライン内のいかなるポイントでも生じるかもしれない。故障の事象にあって、塗料はシステム内をもはや自由に流れない。
【００２３】
塗料循環システム内での塗料の流れが妨げられるような、一旦、妨害が生じると（バルブ２８の不適切な又は不注意の閉鎖のような）、ポンプ出口パイプライン２０内の塗料の圧力が増加する。例示の実施例にあって、ポンプ出口パイプライン２０内の塗料（図２て実線により示される）は、圧力開放バルブ４０のプリセット圧力、例えば２１バール（bar）（＝２，１００，０００ Pa（pascal））を超えてしまっている。これは、圧力開放バルブ４０のバルブ部材を開放させ、塗料の進路をポンプ出口パイプライン２０からタンク戻りパイプライン３４の中に変更させる（図２には実線にて示される）。この進路の変更は、ポンプ出口パイプライン２０内の圧力が前記パイプライン２０を破裂させるか、又は前記ポンプ１２、或は他の部品を損傷させるのに十分な大きさの値になるのを防ぐ。しかるべき場所での進路の変更により、主噴霧パイプライン２２及び前記戻りパイプライン３０（両方とも図２にあっては破線によって示されている）を通る塗料の流れは低減されるか又は妨げられる。
【００２４】
圧力開放モジュール４０の使用は、破裂板（rupture discs）などのような追加の代替可能な圧力開放システムの使用の必要性をも取り除く。さらに、塗料を高圧力ポンプ出口パイプライン２０からタンク戻りパイプライン３４の中に直接に迂回することによって（専用の開放パイプラインを用いるよりも）、故障の後に、洗浄を要するパイプラインを不要とする。これにより、故障状態の後に、前記システムの停止時間を最小化する。
【００２５】
図３は、図１及び２に示された圧力開放モジュールの上面概略図である。図４ａ及び４ｂは、図３の圧力開放モジュール４０のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、特に通常状態（図４ａ）及び故障状態（図４ｂ）について示す。圧力開放モジュール４０は、ポンプ圧力パイプライン２０からの加圧された供給流動体流を受容するための供給流入口ポート６２と、前記加圧された供給流動体流を主噴霧パイプライン２２に供給するための供給流出口ポート６４を有するハウジング６０を備える。供給流入口ポート６２及び供給流出口ポート６４は、塗料が流れる第１フローチャンバ６５によって連結される。さらに、圧力開放モジュール４０は、前記戻りパイプライン３０からの低圧力戻り流を受容するための戻り流入口ポート６６と低圧力戻り流を前記タンク戻りパイプライン３４に供給するための戻り流供給口ポート６８を有する。同様に、戻り流入口ポート６６と戻り流出口ポート６８は、塗料が戻りパイプライン３０からタンク戻りパイプライン３４に流れるときに通過する第２フローチャンバ６９によって連結される。
【００２６】
第１フローチャンバ６５及び第２フローチャンバ６９が最も近接しているところで（つまり、この例にあってはそれらが交差するところ）、第１フローチャンバ６５及び第２フローチャンバ６９は共通の分離壁を共有する。圧力開放モジュールは共通の分離壁に配置される開口部（orifice）４２を含む。開口部４２には、バルブスプリング４８によって付勢されるバルブ部材４６に対するバルブシート４４が設けられる。圧力開放モジュール４０のプリセット圧力が超過されると、開口部４２はバルブ部材４６がバルブシート４４を持ち上げるように第１フローチャンバ６５を第２フローチャンバ６９に連結させる。
【００２７】
通常の使用において（図４ａ）、加圧された塗料５０はポンプ出口パイプライン２０から主噴霧パイプライン２２に第１フローチャンバ６５を通って自由に流れる。さらに、戻り低圧力塗料５２は第２フローチャンバ６９を通り、戻りパイプライン３０からタンク戻りパイプライン３４に流れる。加圧塗料５０の圧力が圧力開放モジュール４０の設定圧力を超えて増加すると（故障の間のように）、前記加圧塗料の圧力はバルブシート４４を押すように、バルブスプリング４８の付勢力に対抗して、バルブ部材４６を開口部４２から離間させる。開口部４２はバルブシート４４によって、もはや封止されないので、高圧力塗料５４は開口部４２を自由に通過し、第２フローチャンバ６９に流入し、そしてタンク戻りパイプライン３４に流れ込む。
【００２８】
図示された具体例では、第１フローチャンバ６５及び第２フローチャンバ６９はハウジング内にあって実質的に直交して配置されるので、ハウジングはできる限りコンパクトにされる。しかし、平行な第１及び第２フローチャンバ又は湾曲された第１及び第２フローチャンバのような他の配置も考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
2016508583.tif 000008
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