(57)【要約】【課題】湿度を上げずに処理空気を塗装ブースに戻すことができ、また、長時間目詰まりが起こらず、一定以上の捕集効率を有する塗装ミスト処理装置を提供する。【解決手段】塗装ブース１４から排出された塗装ミスト１７を含んだ空気を処理して塗装ブース１４に戻す通風経路内に設置され、ともに板状の金属もしくはセラミックスからなる、通風方向から見て異なる位置にスリットを有する多孔質フィルタＡおよび多孔質フィルタＢとを通風方向に一定の間隔を開けながら交互に積層して塗装ミスト処理装置を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装ブースから排出された塗装ミストを含んだ空気を処理して前記塗装ブースに戻す通風経路内に設置され、ともに板状の金属もしくはセラミックスからなる、通風方向から見て異なる位置にスリットを有する多孔質フィルタＡおよび多孔質フィルタＢとを通風方向に一定の間隔を設けながら交互に積層することを特徴とする塗装ミスト処理装置。
【請求項２】
積層された多孔質フィルタの孔径が上流側に位置するほど大きく、下流側に位置するほど小さくなることを特徴とする請求項１記載の塗装ミスト処理装置。
【請求項３】
各多孔質フィルタのスリットの壁に板を通風方向に沿うように設けてフランジ構造とする請求項１または２記載の塗装ミスト処理装置。
【請求項４】
多孔質フィルタの幅方向の寸法を通風経路の幅の２倍にし、塗装ブースで発生する塗装ミストを多孔質フィルタに捕集させた後に、多孔質フィルタを下流側から１枚ずつ引き出して多孔質フィルタを１枚ごと横に引き出して通風経路の外に設けた高圧洗浄ノズルから噴き出される高圧洗浄水で洗浄再生することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の塗装ミスト処理装置。
【請求項５】
最後段よりも下流の位置にイオン発生手段を設けることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の塗装ミスト処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装ブースで発生する塗装ミストを捕集して空気を清浄化する塗装ミスト処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の塗装ブースの空気を清浄化して外に排気する装置として、図１０に示すような水滴を噴霧して塗装ミストを取り込み、その水滴を仕切り板で空気から分離する湿式処理装置が知られている。
【０００３】
以下、その湿式処理装置について図１０を参照しながら説明する。
【０００４】
図１０に示すように塗装ブース１０１では塗装ロボット１０２から例えば有機溶剤を溶媒とした塗料がスプレーされているため、有機溶剤を含む塗装ミスト１０３が充満している。塗装対象物１０４への塗装品質を確保するために塗装ミスト１０３を含む空気は排気ファン１０５によって外に排出されるが、そのまま排出すると外の環境が塗装ミスト１０３よって大きく汚染されてしまうため、塗装ブース１０１と排気ファン１０５の間に湿式処理装置１０６が設置されている。
【０００５】
湿式処理装置１０６は水滴噴霧器１０７によって水滴１０８を接触室１０９に散布して水滴１０８に塗装ミスト１０３を取り込み、接触室１０９の風下に設けられた仕切り板１１０によって水滴１０８を空気から分離する。このような原理で空気中の塗装ミスト１０３を捕集する。捕集された塗装ミスト１０３を含む水滴１０８は仕切り板１１０から滴り落ちて水受け槽１１１に回収される。水受け槽１１１の中には泥状のスラッジ１１２が溜まる。これは有機溶剤を含む半液体状の塗装ミスト１０３が水の中でくっつきあうためである。スラッジ１１２は脱水処理され、残ったスラッジ塊は焼却処理される。
【０００６】
このような従来の湿式処理装置は塗装ミストの捕集に使う水によって処理空気の湿度が上がってしまう。塗装品質は湿度に大きく影響するため処理した空気は全て外へ排気しなくてはならず、塗装ブースの空調コストが大きく嵩むという課題を有する。
【０００７】
この課題を解決するには、図１１に示すような水滴１０８を噴霧しない乾式のミスト処理装置を使うという方法がある（塗装ミストではなく油ミスト処理装置であるが、例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
以下、その油ミスト処理装置について説明する。図１１に示す油ミスト処理装置は第１の多孔スクリーン１１３と第２の多孔スクリーン１１４とが相互に１８０度反転して配置され、その下流側に濾過フィルタ１１５が設けられた構成となっている。これにより第１の多孔スクリーン１１３の開口Ａ１１７は油ミスト含有気体の流れ方向１１６に対して角度αをもって斜めに開口し、第２の多孔スクリーン１１４の開口Ｂ１１８は反対に−αをもって斜めに開口している。油ミスト含有気体は流れ方向１１６に沿って先ず第１の多孔スクリーン１１３において下降流１１９となり、つづいて第２の多孔スクリーン１１４においては反転して上昇流１２０となる。油ミスト含有気体に含まれる油ミスト及び油蒸気等の油分は油含有気体の反転に於ける慣性および同油含有気体の多孔スクリーン壁面への衝突により除去される。またこれら多孔スクリーン１１３、１１４で除去されなかった微細な粒子は濾過フィルタ１１５により除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１１７５３７号公報（第５頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の湿式処理装置では処理空気が加湿されるため塗装ブースに戻して空調費を削減することができない。また、特許文献１による油ミスト処理装置では多孔スクリーンで除去されなかった油ミストが濾過フィルタを目詰まらせ、処理空気が流れなくなって油ミストを捕集できなくなるという課題があった。
【００１１】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、加湿および目詰まりをさせずに高い捕集効率で塗装ミストを捕集し続ける塗装ミスト処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の塗装ミスト処理装置は、ともに板状の金属もしくはセラミックスからなる、通風方向から見て異なる位置にスリットを有する多孔質フィルタＡおよび多孔質フィルタＢとを通風方向に一定の間隔を開けながら交互に積層することにより初期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の塗装ミスト処理装置は、多孔質フィルタＡおよび多孔質フィルタＢが作るジグザグの通風路だけでなく、多孔質フィルタＡおよび多孔質フィルタＢの中をも処理空気が通過するため、ジグザグの通風路を通過する際に得られる慣性作用と多孔質フィルタＡおよび多孔質フィルタＢが有する濾過作用の２つの作用が塗装ミストに働くことになり、高い捕集効率が得られる。また、処理空気が中を通過できないただの板を積層した場合と比べて処理空気を通過させる時に発生する圧力損失を低減することができる。また、多孔質フィルタＡおよび多孔質フィルタＢが塗装ミストによって目詰まりしても処理空気を通過させるためのジグザグの通風路は確保されており、目詰まりによって処理空気が流れなくなることはなく、引き続き塗装ミストを捕集処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の塗装ミスト処理装置の上面を示す構成図
【図２】同通風方向から見た多孔質フィルタの顕微鏡写真
【図３】同スリットをフランジ構造にした塗装ミスト処理装置の上面を示す構成図
【図４】同複数のスリットを設けた塗装ミスト処理装置を斜めから見た図
【図５】同塗装ミスト処理装置を導入した塗装ブースを示す図
【図６】同多孔質フィルタが下流側から順に手前に引き出されて再生される図
【図７】同多孔質フィルタが下流側から順に奥に引き出されて再生される図
【図８】本発明の実施例１の比較ユニットを示す構成図
【図９】同実施ユニットおよび比較ユニットの塗装ミスト捕集効率と圧力損失のグラフ
【図１０】従来の湿式処理装置を示す構成図
【図１１】特許文献１記載の油ミスト処理装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態）
塗装ミスト処理装置の上面を示す構成図を図１に、通風方向から見た多孔質フィルタの顕微鏡写真を図２に、スリットをフランジ構造にした塗装ミスト処理装置の上面を示す構成図を図３に、複数のスリットを設けた塗装ミスト処理装置を斜めから見た図を図４に、同塗装ミスト処理装置を導入した塗装ブースを示す図を図５に、多孔質フィルタが下流側から順に手前側に引き出されて再生される図を図６に、多孔質フィルタが下流側から順に奥側に引き出されて再生される図を図７に示す。
【００１７】
図１に示すように本発明の塗装ミスト処理装置９は中央にスリット１０を有する多孔質フィルタＡａ１、Ａｂ３、Ａｃ５、Ａｄ７と、両端にスリット１０を有する多孔質フィルタＢａ２、Ｂｂ４、Ｂｃ６、Ｂｄ８からなり、上流側から順に多孔質フィルタＡａ１、Ｂａ２、Ａｂ３、Ｂｂ４、Ａｃ５、Ｂｃ６、Ａｄ７、Ｂｄ８の順で一定の間隔を設けながら積層した構造を有する。
【００１８】
各々の多孔質フィルタは図２に示すように多数の孔２７を有しており、例えば、多孔質フィルタＡａ１およびＢａ２は厚さ５〜１５ｍｍ、孔径３〜４ｍｍ、多孔質フィルタＡｂ３およびＢｂ４は厚さ５〜１５ｍｍ、孔径２〜３ｍｍ、多孔質フィルタＡｃ５およびＢｃ６は厚さ５〜１５ｍｍ、孔径１〜２ｍｍ、多孔質フィルタＡｄ７およびＢｄ８は厚さ５〜１５ｍｍ、孔径０．５〜１ｍｍとなっており、下流側になるほど多孔質フィルタの孔径が小さくなっている。
【００１９】
また、これら多孔質フィルタは金属もしくはセラミックスからなり、処理空気を通過させても撓ままないため処理空気の通風路を常に確保できる。また、撓まないため高圧洗浄水を当てて塗装ミストを楽に剥がすことができ、また、自己燃焼しないため６００℃程度に加熱して塗装ミストを燃焼除去することも可能である。
【００２０】
処理空気は通風方向１１に沿って上流側から導入され、下流側から排出される。その際に矢印の空気の流れ１２が示すように各々の多孔質フィルタが作るジグザグの通風路を通過すると同時に各々の多孔質フィルタの中をも通過する。ジグザグの通風路が有する急な曲がり角を処理空気が通過する際に、曲がりきれずにまっすぐに行こうとする慣性作用が処理空気中に含まれる塗装ミストに働く。この慣性作用によって塗装ミストは通風路の壁や多孔質フィルタの表面に付着し、処理空気中から除去される。
【００２１】
また、図２に示すように多孔質フィルタは多孔性であり、一部の処理空気はジグザグの通風路を通らずに多孔質フィルタの中を通過する。その際に多孔質フィルタの濾過作用によって処理空気中の塗装ミストは捕集される。
【００２２】
この濾過作用は多孔質フィルタが目詰まりするまで継続して働き続け、その間はジグザグの通風路を通過する際の慣性作用と多孔質フィルタを通過する際の濾過作用の二つが塗装ミストに働くことによって高い捕集効率が得られる。
【００２３】
また、多孔質フィルタが目詰まりするまでの間は低い圧力損失が得られる。目詰まりして多孔質フィルタの中を処理空気が通過しなくなった後もジグザグの通風路は確保されているため処理空気は塗装ミスト処理装置９の中を流れ続け、一定以上の高い捕集効率を得ることができる。
【００２４】
目詰まりした後に多孔質フィルタに高圧洗浄水を当てる、もしくは多孔質フィルタを加熱して塗装ミストを燃焼するといった方法で塗装ミストを除去し、多孔質フィルタを再生することができ、再生することで高い捕集効率と低い圧力損失を再び得ることができる。
【００２５】
粒子径の大きい塗装ミストほど慣性作用および濾過作用が大きく働き、除去されやすい。そのため塗装ミスト処理装置９の上流側で粒子径の大きい塗装ミストが除去され、下流側に行くほど粒子径の小さい塗装ミストが除去されずに処理空気中に残る。そこで本発明の塗装ミスト処理装置９のように上流側の多孔質フィルタの孔径を大きくし、下流側になるに従って孔径を小さくすることによって高い捕集効率とより低い圧力損失を得ることができる。
【００２６】
更に低い圧力損失を得るためには図３に示すようにスリット１０に整流板１３を設けてフランジ構造とすることが有効である。整流板１３を設けることによってスリットを通過する処理空気が下流側に流れやすくなり、その結果圧力損失を低減することができる。その際慣性作用は低下せずに働くため、塗装ミストの捕集効率は低下しない。
【００２７】
上記本発明の塗装ミスト処理装置９を並列に並べることで処理空気の量を増やせる。具体的には図４に示すように各々の多孔質フィルタに複数のスリットを設けることで小さな塗装ミスト処理装置９を並列に並べるのと同じ構造を簡単に得ることができる。その際ジグザグの通風路を得るためにスリットの位置は前後で必ず異なるようにする。
【００２８】
上記塗装ミスト処理装置９を導入した塗装ブースの全体図を図５に示し、以下説明する。塗装ブース１４内では塗装ロボット１５から塗料が噴霧され、塗装対象物１６が塗装される。その際に塗装対象物１６に塗着しなかった塗装ミスト１７が塗装ブース１４中に舞い上がる。このままでは次の塗装対象物への塗装に影響するため、循環ファン１８によって速やかに塗装ブース１４中の塗装ミスト１７を含んだ空気をフロア１９の下に吸引する。
【００２９】
塗装ブース１４から排出された処理空気は本発明の塗装ミスト処理装置９に導入され、処理空気中の塗装ミスト１７が除去される。塗装ミスト１７が除去された処理空気は塗料に含まれる有機溶剤の爆発限界を下回るように熱交換気ユニット２０を備えた換気装置２１によって一部が外気と交換された後に空調機２２を通って温湿度を例えば２５℃、６０％ＲＨ以下に調整された状態で塗装ブース１４内に戻される。
【００３０】
また、空調機２２を通過した後の処理空気は塗装ブース１４に戻される手前でイオン発生手段２８によって空気イオンが付加される。イオン発生手段は図５に示すとおり先端の尖った放電電極２９と板状の対向電極３０で構成されており、高圧電源３１によって放電電極２９に高電圧を、対向電極３０に０Ｖを印加することによって放電を起こし、放電電極２９の先端から空気イオンを発生する。
【００３１】
空気イオンが付着して帯電した塗装ミストは電場の作用が働いて各々の多孔質フィルタに付着捕集されやすくなる。また、帯電した塗装ミスト１７が付着することによって溜まる電荷を逃がすために、各々の多孔質フィルタはアースに接続されて０Ｖとなっている。
【００３２】
次に捕集した塗装ミストを多孔質フィルタから取り除いて装置を再生する動作について図６および図７を用いて以下説明する。
【００３３】
各々の多孔質フィルタの長手方向の幅Ｗ１は多孔質フィルタが横に引き出されても通風経路を構成するダクト２３内に存在できるようにダクト２３の幅Ｗ２の２倍の寸法で作られており、目詰まりした後は図６のように下流側から順に各々の多孔質フィルタの長手方向の幅Ｗ１の半分の長さ分（＝Ｗ２）、手前側に引き出され、高圧洗浄水ノズル２４から発する高圧洗浄水を当てることによって捕集した塗装ミスト１７が洗浄除去される。
【００３４】
多孔質フィルタに残った洗浄水は高圧エアーノズル２５から発する高圧エアーを当てることによって吹き飛ばされ、除去される。洗浄水は重力によって洗浄水受け槽２６に落下し、貯められる。
【００３５】
塗装ミストを捕集して再度目詰まりした各々の多孔質フィルタは図７のように下流側から順に今度は奥側に引き出され、捕集された塗装ミスト１７が高圧洗浄水によって各々の多孔質フィルタから洗浄除去され、多孔質フィルタに残った洗浄水は高圧エアーによって吹き飛ばされる。
【００３６】
このように処理空気に直接水が当たらないため、加湿せずに塗装ミスト１７を処理空気から除去することが可能である。したがって塗装ミスト１７が除去された処理空気は一部を外気と交換された後に塗装ブース１４に再び戻すことができる。
【００３７】
従来の湿式処理装置では塗装ミスト１７を取り除いた後の処理空気は加湿されているため全量を室外に排出する必要があり、そのため塗装ブース１４の空調費が大きかった。本発明の塗装ミスト処理装置９では加湿しないで塗装ミスト１７を除去することができるため、処理空気を塗装ブース内に戻せるようになり、塗装ブース１４の空調費を削減することが可能となる。
【００３８】
（実施例）
図３で説明した、整流板１３を設けた実施形態の塗装ミスト処理装置の捕集効率および圧力損失を測定した。以下、この装置を実施ユニットと称する。実施ユニットの開口寸法は１０４ｍｍ□とした。また、図３の記載寸法である各多孔質フィルタの厚みＡは１０ｍｍとした。同様に整流板１３のはみ出し寸法Ｂは５ｍｍ、各多孔質フィルタ間の距離Ｃは２５ｍｍとした。
【００３９】
中央に位置するスリット１０の寸法Ｄは３０ｍｍ、両端に位置するスリット１０の一つあたりの寸法Ｅはその半分の１５ｍｍとした。多孔質フィルタＡａおよびＢａの孔２７の径は３ｍｍ、多孔質フィルタＡｂおよびＢｂの孔２７の径は２ｍｍ、多孔質フィルタＡｃおよびＢｃの孔２７の径は１．３ｍｍ、多孔質フィルタＡｄおよびＢｄの孔２７の径は０．９ｍｍとした。
【００４０】
ここで、整流板１３のはみ出し寸法Ｂの目安は各多孔質フィルタの厚みＡの０．５〜１倍程度とすることで装置を無駄に大きくさせずに十分な整流効果が得られる。各多孔質フィルタ間の距離Ｃは中央に位置するスリット１０の寸法Ｅの０．５〜１．５倍に整流板１３のはみ出し寸法を足した数値とすることで圧力損失の増大を防ぐとともに塗装ミストの慣性作用による衝突効果も得ることができる。
【００４１】
また、比較対象として図８に示すような、多孔質フィルタの代わりに空気が中を通過できない壁板３３を用いた塗装ミスト処理装置を作成し、同様に捕集効率と圧力損失を測定した。この装置を比較ユニット３２と称する。壁の厚みＡは実施ユニットの多孔質フィルタ同様に１０ｍｍであり、その他寸法も実施ユニットと同じである。
【００４２】
風速２．９ｍ／ｓの条件で吸込み口から塗装ミストを含む空気を吸引させた時の、それぞれのユニットの捕集効率と圧力損失の結果を図９に示す。図９に示すとおり比較ユニットの捕集効率は高くても６５％に対して実施ユニットは９０％の捕集効率を得ている。
【００４３】
また、比較ユニットの圧力損失は１７００Ｐａ前後であるのに対して実施ユニットの圧力損失は初期で３４０Ｐａ、塗装ミスト噴霧量５０ｇ到達時で８００Ｐａとなっており、常に比較ユニットよりも大幅に低い値となった。この測定結果が示すとおり、本発明の塗装ミスト処理装置は従来の装置よりも高い捕集効率と低い圧力損失が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明にかかる塗装ミスト処理装置は、加湿や目詰まりをせずに高い塗装ミスト捕集効率と低い圧力損失を得られるので、自動車や家電製品などの塗装工程で使用される塗装ブース内の空調費を削減することが可能な塗装品質維持装置として有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１  多孔質フィルタＡａ
２  多孔質フィルタＢａ
３  多孔質フィルタＡｂ
４  多孔質フィルタＢｂ
５  多孔質フィルタＡｃ
６  多孔質フィルタＢｃ
７  多孔質フィルタＡｄ
８  多孔質フィルタＢｄ
９  塗装ミスト処理装置
１０  スリット
１１  通風方向
１２  空気の流れ
１３  整流板
１４  塗装ブース
１５  塗装ロボット
１６  塗装対象物
１７  塗装ミスト
１８  循環ファン
１９  フロア
２０  熱交換気ユニット
２１  換気装置
２２  空調機
２３  ダクト
２４  高圧洗浄水ノズル
２５  高圧エアーノズル
２６  洗浄水受け槽
２７  孔
２８  イオン発生手段
２９  放電電極
３０  対向電極
３１  高圧電源
３２  比較ユニット
３３  壁板
【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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