(57)【要約】【課題】所定ゾーンから排出された排気を燃焼浄化することにより得られた浄化空気及び高温ガスの導入量を制御することが可能な静圧制御装置を提供すること。【解決手段】所定ゾーンから排出された排気を燃焼浄化することにより得られた浄化空気及び高温ガスが導入される静圧調整室８５０と、静圧調整室８５０に設けられ、静圧調整室８５０内に新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構と、静圧調整室８５０に設けられ、静圧調整室８５０内の高温ガス濃度を計測する高温ガス濃度センサと、高温ガス濃度センサにより計測される高温ガス濃度に基づいて、新鮮空気供給機構を駆動させて静圧調整室８５０内の圧力を調整することにより、静圧調整室８５０内に導入される浄化空気量及び高温ガス量を制御する制御機構と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ゾーンから排出された排気を燃焼浄化することにより得られた浄化空気及び高温ガスが導入される静圧調整室と、
前記静圧調整室に設けられ、前記静圧調整室内に新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構と、
前記静圧調整室に設けられ、前記静圧調整室内の高温ガス濃度を計測する高温ガス濃度センサと、
前記高温ガス濃度センサにより計測される高温ガス濃度に基づいて、前記新鮮空気供給機構を駆動させて前記静圧調整室内の圧力を調整することにより、前記静圧調整室内に導入される浄化空気量及び高温ガス量を制御する制御機構と、を備えることを特徴とする静圧制御装置。
【請求項２】
前記新鮮空気供給機構は、開度の調整が可能なエアーダンパ装置を備え、
前記制御機構は、前記高温ガス濃度センサにより計測される高温ガス濃度に基づいて前記エアーダンパ装置の開度を調整して前記静圧調整室内の圧力を調整することにより、前記静圧調整室内に導入される浄化空気量及び高温ガス量を制御することを特徴とする請求項１記載の静圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静圧制御装置に関する。詳しくは、排気を燃焼浄化することにより得られる浄化空気及び高温ガスの導入量を制御可能な静圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車車体等の塗装ゾーンに供給される給気を制御する技術として、例えば特許文献１に開示された技術が挙げられる。この技術では、制御対象となる個々の塗装ゾーンごとに給気の風速を風速センサにより検出し、塗装ゾーンごとに設置されたオートダンパの開度が調整される。これにより、空調装置から複数の塗装ゾーンに空調空気を給気する際に、空調空気の供給系の流路抵抗が変化した場合であっても、空調空気を塗装ゾーンごとに適正な給気風速で供給できるとされている。
【特許文献１】特開２００４−２３７２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、塗装設備から排出される排気のように、揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣという）が含まれる排気は浄化された後、大気放出されているのが現状である。このため、排気の浄化に燃焼法等を利用した場合において、浄化空気をリサイクルするとともに、燃焼により生じる高温ガスをリサイクルして廃熱を有効利用できるような排気リサイクルシステムの開発が望まれている。そして、その開発に際しては、リサイクルされる浄化空気量及び高温ガス量の制御が可能な静圧制御装置の開発が不可欠である。
【０００４】
本発明は以上に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定ゾーンから排出された排気を燃焼浄化することにより得られた浄化空気及び高温ガスの導入量を制御することが可能な静圧制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下のような構成を備える静圧制御装置によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のような発明を提供する。
【０００６】
請求項１記載の静圧制御装置は、所定ゾーンから排出された排気を燃焼浄化することにより得られた浄化空気及び高温ガスが導入される静圧調整室と、前記静圧調整室に設けられ、前記静圧調整室内に新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構と、前記静圧調整室に設けられ、前記静圧調整室内の高温ガス濃度を計測する高温ガス濃度センサと、前記高温ガス濃度センサにより計測される高温ガス濃度に基づいて、前記新鮮空気供給機構を駆動させて前記静圧調整室内の圧力を調整することにより、前記静圧調整室内に導入される浄化空気量及び高温ガス量を制御する制御機構と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、静圧制御装置を、所定ゾーンから排出された排気を燃焼浄化することにより得られた浄化空気及び高温ガスが導入される静圧調整室と、静圧調整室内に新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構と、静圧調整室内の高温ガス濃度を計測する高温ガス濃度センサと、高温ガス濃度センサにより計測される高温ガス濃度に基づいて新鮮空気供給機構を駆動させて静圧調整室内の圧力を調整することにより、静圧調整室内に導入される浄化空気量及び高温ガス量を制御する制御機構と、で構成した。
これにより、高温ガス濃度センサにより計測される静圧調整室内の高温ガス濃度に基づいて、新鮮空気供給機構が駆動され、新鮮空気が静圧調整室内に導入される。その結果、静圧調整室内の圧力が調整され、導入される浄化空気量及び高温ガス量を制御することが可能となる。
【０００８】
請求項２記載の静圧制御装置は、請求項１記載の静圧制御装置において、前記新鮮空気供給機構は、開度の調整が可能なエアーダンパ装置を備え、前記制御機構は、前記高温ガス濃度センサにより計測される高温ガス濃度に基づいて前記エアーダンパ装置の開度を調整して前記静圧調整室内の圧力を調整することにより、前記静圧調整室内に導入される浄化空気量及び高温ガス量を制御することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、新鮮空気供給機構を、開度の調整が可能なエアーダンパ装置を備える構成とした。
これにより、高温ガス濃度センサにより計測される高温ガス濃度に基づいて、エアーダンパ装置の開度が調整される。その結果、静圧調整室内への新鮮空気の導入量が調整されることにより、静圧調整室内の圧力が調整される。このため、導入される浄化空気量及び高温ガス量を、容易且つ確実に制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所定ゾーンから排出された排気を燃焼浄化することにより得られた浄化空気及び高温ガスの導入量を制御することが可能な静圧制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の静圧制御装置８００を備えた塗装設備１００の構成を示す図である。
塗装設備１００は、被塗装物としての自動車の車体の塗装を行う設備であり、被塗装物に対して塗装を施す塗装システム１１０と、この塗装システム１１０から排出された排気中に含まれるＶＯＣを除去するＶＯＣ除去システム１２０と、ＶＯＣが除去されて浄化された浄化空気を塗装システム１１０へと導いてリサイクルするリサイクルシステム１３０と、を備える。
【００１２】
塗装システム１１０は、被塗装物の搬送方向に沿って配置された複数の塗装ゾーン１１１と、これら複数の塗装ゾーン１１１に、空気を空調して供給する空気供給装置１１２と、空調された空気が流通する空気供給路１１３と、複数の塗装ゾーン１１１で塗装が施された被塗装物を乾燥する乾燥炉１１４と、を備える。
【００１３】
空気供給装置１１２は、後述する静圧制御装置８００により供給される新鮮空気及びリサイクルガス（浄化空気と高温ガスとの混合ガス）を空調する空調機（図示せず）と、空調された空気を送り出す給気ファン（図示せず）と、を備える。
【００１４】
塗装ゾーン１１１の内部には、空気供給路１１３に臨み、供給された空気を拡散させて速度を下げ、圧力を高める静圧室１１１Ａと、この静圧室１１１Ａの下面を一旦塞ぎ、空気を下向きの流れにして下方へ吐出させる上部整流板１１１Ｂと、この上部整流板１１１Ｂの下方に位置する塗装室１１１Ｃと、この塗装室１１１Ｃ内に配置され、被塗装物を塗装する塗装ロボット１１１Ｄと、排気供給路１１５と、を備える。
【００１５】
塗装ゾーン１１１では、被塗装物に対して、塗装ロボット１１１Ｄにより塗装が施される。
空気供給装置１１２では、後述する静圧制御装置８００により供給される新鮮空気及びリサイクルガス（浄化空気と高温ガスとの混合ガス）が混合されて空調機により空調され、給気ファンにより空気供給路１１３を通じて複数の塗装ゾーン１１１それぞれに供給される。
空気供給装置１１２から供給された空気は、排気ファン（図示せず）によって複数の塗装ゾーン１１１から排気供給路１１５に排出される。
【００１６】
ＶＯＣ除去システム１２０は、塗装システム１１０から排出された排気が通過するフィルタ装置４００と、このフィルタ装置４００の下流に設けられフィルタ装置４００を通過した排気が通過する活性炭フィルタ装置５００と、この活性炭フィルタ装置５００の下流に設けられた吸着装置２００で吸着されて濃縮されたＶＯＣを燃焼除去する蓄熱式の燃焼装置３００と、を備える。
【００１７】
フィルタ装置４００は、塗装システム１１０から排出された排気の流路上に配置されており、複数の塗装ゾーン１１１及び乾燥炉１１４から排出された排気中に含まれる塗料ミストや塗装かす等を除去する。
【００１８】
活性炭フィルタ装置５００は、塗装システム１１０から排出された排気中に含まれるＶＯＣの一部を吸着し、この吸着したＶＯＣの一部を徐々に放出することにより、活性炭フィルタ装置５００の下流側に設けられた吸着装置２００に供給される排気中のＶＯＣ濃度を調整する。
具体的には、活性炭フィルタ装置５００は、排気中に含まれるＶＯＣの濃度が高い場合には、その一部を吸着する。また、活性炭フィルタ装置５００に吸着されたＶＯＣは、活性炭フィルタ装置５００を通過する排気中に含まれるＶＯＣの濃度が低い場合には、その一部を放出する。これにより、塗装ゾーン１１１で塗装が一時的に行われていないときであっても、後述する燃焼装置３００へのＶＯＣの供給が途絶えることがない。
また、活性炭フィルタ装置５００は、後述する吸着装置２００で使用されるゼオライトのＶＯＣ吸着能を妨げる物質を除去する効果を有する。
【００１９】
燃焼装置３００は、後述する吸着装置２００で吸着されて濃縮されたＶＯＣを燃焼除去する。吸着装置２００に吸着されて濃縮されたＶＯＣは、燃焼装置３００から供給される高温ガスによって吸着装置２００から離脱し、燃焼装置３００に供給される。燃焼装置３００は、３塔式の蓄熱燃焼装置であり、大量のＶＯＣが効率的に熱分解処理される。燃焼装置３００に供給されたＶＯＣは、およそ８００℃以上の高温で熱分解処理され、水と炭酸ガスとを主体とした高温ガスに変換される。この高温ガスは、後述する高温ガスダクト（内管）７２０を通じてリサイクルされ、後述するＣＯ２センサ８２０により、その濃度が計測される。
吸着装置２００に吸着されたＶＯＣの離脱には、ＶＯＣの燃焼除去の際に発生する高温ガス（廃熱）の一部が利用される。また、この高温ガスの一部は、後述するリサイクルシステム１３０により塗装システム１１０へと導かれる。
【００２０】
リサイクルシステム１３０は、上述の活性炭フィルタ装置５００の下流に設けられ、活性炭フィルタ装置５００を通過した排気中のＶＯＣを吸着して濃縮する吸着装置２００と、この吸着装置２００を通過することにより浄化された浄化空気を塗装システム１１０へと導くリサイクルダクト（外管）７３０と、燃焼装置３００でのＶＯＣの燃焼除去の際に発生する高温ガスの一部を塗装システム１１０へと導く高温ガスダクト（内管）７２０と、を備える。
【００２１】
吸着装置２００は、円筒状であり、ＶＯＣ吸着剤としてのゼオライトを含んで構成される。活性炭フィルタ装置５００を通過した排気は、円筒状の吸着装置２００の軸線方向に流入して通過することで、ＶＯＣが吸着されて除去される。
吸着装置２００は、排気の流路に対して並列に２つ配置されており、同時に使用される他、例えばメインとサブのような使い分けが可能となっている。
また、吸着装置２００は、上述の活性炭フィルタ装置５００を通過した排気が通過する吸着ゾーンにてＶＯＣを吸着し、後述する燃焼装置３００で発生する高温ガスが第１高温ガス供給路３１０を介して通過する放出ゾーンにてＶＯＣを放出する。吸着装置２００は、モータ（図示せず）により軸線回りに回転可能となっており、回転により吸着ゾーンと放出ゾーンとの切替えが行われる。
吸着装置２００を通過して浄化された浄化空気は、後述するリサイクルダクト（外管）７３０により塗装システム１１０へと導かれる。また、放出されたＶＯＣは、ＶＯＣ供給路３２０を通じて、上述の燃焼装置３００に供給される。
【００２２】
リサイクルダクト（外管）７３０は、高温ガスダクト（内管）７２０を包囲するように設けられており、これらリサイクルダクト（外管）７３０と高温ガスダクト（内管）７２０とにより、二重管構造７１０が形成されている。リサイクルダクト（外管）７３０内を流通する浄化空気は、高温ガスダクト（内管）７２０内を流通する高温ガスにより暖められる。即ち、塗装システム１１０に浄化空気を供給する際に必要とされる所定の温度まで浄化空気を暖める手段として、燃焼装置３００で発生した廃熱が有効利用され、省エネルギー化が達成される。
【００２３】
また、燃焼装置３００で発生した高温ガスの一部は、第２高温ガス供給路７３８を通じて、後述するリサイクルダクト（外管）７３０を包囲するように設けられた断熱ダクト７４０内に供給され、特に冬季において、リサイクルダクト（外管）７３０内を流通する浄化空気の低温化が抑制される。
【００２４】
リサイクルダクト７３０及び高温ガスダクト７２０には、それぞれ、これらのダクト内を流通する浄化空気及び高温ガスを大気に放出することが可能なメカニカルインターロックダンパ６１０、６２０が設けられている。これにより、何らかの異常事態の際に、浄化空気及び高温ガスを確実に大気放出することができる。
例えば、燃焼装置３００の立上げ時等、燃焼装置３００内での熱分解処理温度が一定温度に達していない場合には、ＶＯＣ除去システム１２０によるＶＯＣの除去が十分に行われてはいないため、メカニカルインターロックダンパ６１０、６２０を開いて浄化空気及び高温ガスを大気放出し、リサイクルは実行されない。
【００２５】
また、リサイクルシステム１３０は、このリサイクルシステム１３０によりリサイクルされるリサイクルガス（浄化空気及び高温ガス）量を制御する静圧制御装置８００を備える。この静圧制御装置８００では、導入される浄化空気量及び高温ガス量を制御でき、リサイクルガス量を制御できる。なお、静圧制御装置８００の詳細については後述する。
【００２６】
以上の塗装設備１００によれば、塗装システム１１０から排出された排気は、ＶＯＣ除去システム１２０により塗料ミスト、塗料かす、及びＶＯＣが除去された後に、リサイクルシステム１３０によって、再度塗装システム１１０へと導かれてリサイクルされる。
また、ＶＯＣの除去に用いられる燃焼装置３００から発生する高温ガス（廃熱）が、リサイクルされる浄化空気の暖気に利用されるため、省エネルギー化が達成される。
【００２７】
次に、静圧制御装置８００の詳細について説明する。
図２は、静圧制御装置８００の構成を示す図である。静圧制御装置８００は、上述したように、リサイクルシステム１３０によりリサイクルされる浄化空気量及び高温ガス量を制御する。
【００２８】
静圧制御装置８００は、上述のリサイクルシステム１３０によりリサイクルされる浄化空気及び高温ガスが導入される導入口８６０を有する静圧調整室８５０と、塗装システム１１０へ新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構としてのエアーダンパ装置８１０と、静圧調整室８５０内の高温ガス濃度を計測する高温ガス濃度センサとしてのＣＯ２センサ８２０と、このＣＯ２センサ８２０により計測される高温ガス濃度に基づいて、新鮮空気供給機構を駆動させて静圧調整室８５０内の圧力を調整することにより、塗装システム１１０へ供給される新鮮空気量に加えて、リサイクルされる浄化空気量及び高温ガス量を制御するリサイクル制御機構としてのＥＣＵ８３０（図示せず）と、を備える。
【００２９】
エアーダンパ装置８１０は、モータ８１２と、このモータ８１２により開度の調整が可能な複数の多翼ダンパ８１１と、を備える。ＥＣＵ８３０からの制御信号により、多翼ダンパ８１１の開度が調整される。
ＥＣＵ８３０はＣＯ２センサ８２０に接続されており、ＣＯ２センサ８２０の検出信号はＥＣＵ８３０に供給される。ＥＣＵ８３０は、ＣＯ２センサ８２０からの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下、ＣＰＵという）とを備える。この他、ＥＣＵ８３０は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路と、エアーダンパ装置８１０に制御信号を出力する出力回路と、を備える。
【００３０】
また、静圧調整室８５０内には、導入された新鮮空気や浄化空気を暖気するガスバーナ８４０と、隔壁フィルタ８７１、８７２と、空気を塗装システム１１０に導くための給気ファン８８０と、給気路８９１、８９２と、を備える。
【００３１】
以上の静圧制御装置８００の動作について説明する。
先ず、上述のリサイクルシステム１３０により、浄化空気及び高温ガスが導入口８６０から静圧調整室８５０内に導入される。静圧調整室８５０内の高温ガス濃度が、ＣＯ２センサ８２０により検出され、その検出信号はＥＣＵ８３０に供給される。次いで、ＥＣＵ８３０からエアーダンパ装置８１０に制御信号が出力され、検出された高温ガス濃度に基づいて、多翼ダンパ８１１の開度が調整される。
【００３２】
多翼ダンパ８１１が全開されると、静圧調整室８５０内に新鮮空気が大量に導入されて静圧調整室８５０内の負圧が低くなるため、リサイクルシステム１３０によりリサイクルされる浄化空気量及び高温ガス量は大幅に減少する。逆に、多翼ダンパ８１１が全閉されると、静圧調整室８５０内の負圧が高くなるため、１００％リサイクル状態となる。
【００３３】
即ち、ＣＯ２センサ８２０により検出される高温ガス濃度が設定値を超えたときには、多翼ダンパ８１１の開度を大きくして新鮮空気の導入量を増加させることにより、静圧調整室８５０内の負圧を低くして、リサイクルされる浄化空気量及び高温ガス量を減少させることができる。一方、ＣＯ２センサ８２０により検出される高温ガス濃度が設定値未満であったときには、多翼ダンパ８１１の開度を小さくして新鮮空気の導入量を減少させることにより、静圧調整室８５０内の負圧を大きくして、リサイクルされる浄化空気量及び高温ガス量を増加させることができる。
このように、静圧制御装置８００は、塗装システム１１０と、ＶＯＣ除去システム１２０と、リサイクルシステム１３０と、を備える塗装設備１００において、排気リサイクル制御装置として作用する。
【００３４】
エアーダンパ装置８１０から導入された新鮮空気と、導入口８６０から導入された浄化空気及び高温ガスは、静圧調整室８５０内で混合され、ガスバーナ８４０により暖められる。ガスバーナ８４０により暖められた混合ガスは、隔壁フィルタ８７１、８７２を通過した後、給気ファン８８０により、給気路８９１、８９２を通じて塗装システム１１０へと導かれる。
【００３５】
以上の静圧制御装置８００によれば、以下のような効果が奏される。
塗装により生ずる排気中に含まれるＶＯＣを浄化してリサイクルすることが可能な塗装設備１００の静圧制御装置８００を、リサイクルシステム１３０によりリサイクルされる浄化空気及び高温ガスが導入される導入口８６０を有する静圧調整室８５０と、塗装システム１１０へ新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構と、静圧調整室８５０内の高温ガス濃度を計測する高温ガス濃度センサとしてのＣＯ２センサ８２０と、ＣＯ２センサ８２０により計測される高温ガス濃度に基づいて新鮮空気供給機構を駆動させて静圧調整室８５０内の圧力を調整することにより、塗装システム１１０へ供給される新鮮空気量やリサイクルされる浄化空気量及び高温ガス量を制御するリサイクル制御機構としてのＥＣＵ８３０と、で構成した。
これにより、塗装により生ずる排気中に含まれるＶＯＣを浄化してリサイクルすることが可能な塗装設備１００において、浄化空気及び高温ガスが導入される静圧調整室８５０内の高温ガス濃度に応じて、リサイクルガス（浄化空気及び高温ガス）量を制御することが可能となった。ひいては、安全且つ安定的な塗装設備１００のリサイクル運転が可能となった。
【００３６】
また、新鮮空気供給機構を、開度の調整が可能なエアーダンパ装置８１０で構成した。これにより、ＣＯ２センサ８２０により計測された高温ガス濃度に基づいて、エアーダンパ装置８１０の開度が調整され、塗装システム１１０へ供給される新鮮空気量、リサイクルされる浄化空気量及び高温ガス量を、容易且つ確実に制御することが可能となった。
【００３７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、本実施形態では、新鮮空気供給機構に相当するエアーダンパ装置８１０として、多翼ダンパ８１１を用いたが、回転式のダンパ等を用いてもよい。
また、本発明の静圧制御装置８００は、導入される浄化空気及び高温ガスをボイラにより回収することで、コージェネーションシステムに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の静圧制御装置を備える塗装設備の構成を示す図である。
【図２】本発明の静圧制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００    塗装設備
１１０    塗装システム
１２０    ＶＯＣ除去システム
１３０    リサイクルシステム
２００    吸着装置
３００    燃焼装置
４００    フィルタ装置
５００    活性炭フィルタ装置
８００    静圧制御装置
８１０    エアーダンパ装置
８１１    多翼ダンパ
８１２    モータ
８２０    ＣＯ２センサ
８３０    ＥＣＵ
８５０    静圧調整室
８６０    導入口
【図１】
2010054177.tif 000003
【図２】
2010054177.tif 000004