(57)【要約】【課題】塗装室から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することが可能でかつ、メンテナンスの手間を軽減することが可能な霧化塗料除去用サイクロン分離器及び霧化塗料除去装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の霧化塗料除去装置５０によれば、霧化塗料を含む空気を水と共に外筒体６１の内周面に沿って旋回させて、遠心力により外筒体６１の内周面に水膜を形成すると共に、その水膜に空気を接触させて、空気に含まれる霧化塗料を水に吸収させるから、外筒体６１の内周面への霧化塗料のこびりつきを防止することができる。つまり、塗装室３０から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することができると共に、サイクロン分離器６０のメンテナンスの手間を軽減することが可能になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装室から排出される霧化塗料を含んだ空気を水と共に受け入れ、前記水に前記霧化塗料を吸収させて、前記空気と前記水とを分離して排出する霧化塗料除去用サイクロン分離器であって、
略水平な中心軸に対して同心円状に配置された外筒体及び内筒体を備え、前記外筒体の基端部を閉塞する外筒基端壁に前記内筒体を固定し、その内筒体の基端開口を前記外筒基端壁の外側に開放して空気排出口とする一方、前記外筒体の先端部を閉塞する外筒先端壁に前記内筒体の先端開口を対向配置し、さらに、前記空気と前記水とを前記外筒体の内面接線方向から受け入れるための気液導入口と、前記水を前記外筒体外に排出するための水排出口とを、前記外筒体の下端部の軸方向にずれた２位置に備えたことを特徴とする霧化塗料除去用サイクロン分離器。
【請求項２】
前記外筒先端壁の上端部と前記外筒体の先端側の上端部とを連結するヒンジ部と、
前記外筒先端壁を前記外筒体に対する任意の回動位置で固定する回動固定機構とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の霧化塗料除去用サイクロン分離器。
【請求項３】
前記内筒体の外周面から突出した内部環状突部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の霧化塗料除去用サイクロン分離器。
【請求項４】
塗装室から排出される霧化塗料を含んだ空気を水と共に受け入れる第１開口を下端部の側面に備え、水を排出する第２開口を下端部の下面又は側面に備え、さらに、空気を排出する第３開口を上端部の側面又は上面に備えたサイクロン収容ケースと、
前記サイクロン収容ケースの内部を上下の２つの部屋に区画するように設けられて、蛇行した空気の通過路を有するエリミネータと、
前記サイクロン収容ケースのうち前記エリミネータの下方に収容されて、前記気液導入口が前記第１開口に連絡された請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の霧化塗料除去用サイクロン分離器とを備えたことを特徴とする霧化塗料除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装室から排出された空気に含まれる霧化塗料を水に吸収させて除去する霧化塗料除去用サイクロン分離器及び霧化塗料除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の塗料除去装置としては、所謂、「ベンチュリー式」の塗料除去装置が知られている。この装置は、塗装室の床下に設けたベンチュリー部に、霧化塗料を含んだ空気を水と共に吸引し、ベンチュリー部で霧化した水の微粒子によって空気に含まれる霧化塗料を吸収するものである（例えば、特許文献１参照）。また、別の塗料除去装置としては、塗装室から排出される空気をサイクロン分離器内で旋回させて、その空気に含まれる粉末状の塗料を遠心力によって分離除去するサイクロン式の塗料除去装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２７７４１２号公報（第１図）
【０００４】
【特許文献２】特開２０１１−２２４４１４号公報（段落［００１４］、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、霧化塗料の除去装置として、上述したサイクロン式の塗料除去装置を採用した場合には、装置内部に霧化塗料がこびり付いてしまい、メンテナンスに手間が掛かるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、塗装室から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することが可能でかつ、メンテナンスの手間を軽減することが可能な霧化塗料除去用サイクロン分離器及び霧化塗料除去装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る霧化塗料除去用サイクロン分離器は、塗装室から排出される霧化塗料を含んだ空気を水と共に受け入れ、水に霧化塗料を吸収させて、空気と水とを分離して排出する霧化塗料除去用サイクロン分離器であって、略水平な中心軸に対して同心円状に配置された外筒体及び内筒体を備え、外筒体の基端部を閉塞する外筒基端壁に内筒体を固定し、その内筒体の基端開口を外筒基端壁の外側に開放して空気排出口とする一方、外筒体の先端部を閉塞する外筒先端壁に内筒体の先端開口を対向配置し、さらに、空気と水とを外筒体の内面接線方向から受け入れるための気液導入口と、水を外筒体外に排出するための水排出口とを、外筒体の下端部の軸方向にずれた２位置に備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の霧化塗料除去用サイクロン分離器において、外筒先端壁の上端部と外筒体の先端側の上端部とを連結するヒンジ部と、外筒先端壁を外筒体に対する任意の回動位置で固定する回動固定機構とを備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の霧化塗料除去用サイクロン分離器において、内筒体の外周面から突出した内部環状突部を設けたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項４の発明に係る霧化塗料除去装置は、塗装室から排出される霧化塗料を含んだ空気を水と共に受け入れる第１開口を下端部の側面に備え、水を排出する第２開口を下端部の下面又は側面に備え、さらに、空気を排出する第３開口を上端部の側面又は上面に備えたサイクロン収容ケースと、サイクロン収容ケースの内部を上下の２つの部屋に区画するように設けられて、蛇行した空気の通過路を有するエリミネータと、サイクロン収容ケースのうちエリミネータの下方に収容されて、気液導入口が第１開口に連絡された請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の霧化塗料除去用サイクロン分離器とを備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
［請求項１の発明］
請求項１の発明に係る霧化塗料除去用サイクロン分離器によれば、霧化塗料を含んだ空気を水と共に外筒体の内周面に沿って旋回させて、遠心力により外筒体の内周面に水膜を形成すると共に、その水膜に空気を接触させて、その空気に含まれる霧化塗料を水膜に吸収させることができるから、外筒体の内周面への霧化塗料のこびりつきを防止することができる。つまり、本発明によれば、塗装室から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することができると共に、メンテナンスの手間を軽減することが可能になる。
【００１２】
また、外筒体及び内筒体の中心軸（旋回流の中心軸）が略水平になるように霧化塗料除去用サイクロン分離器が配置されたから、高さ寸法を抑えることができ、高さ方向で制約がある設置スペース（例えば、既設の建屋内）にも設置することが可能になる。
【００１３】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、ヒンジ部を中心にして外筒先端壁を外筒体に対して回動させて任意の回動位置で固定することで、外筒先端壁と外筒体の先端部との間に任意の大きさの隙間を形成することができる。
【００１４】
ここで、気液導入口から外筒体内に流入した空気は、外筒体の内周面に沿って周回しながら基端部から先端部に向かって流れ、先端部近傍で反転して内筒体に流入して空気排気口から排気されるが、本発明によれば、外筒体内で旋回した空気の一部を、外筒先端壁と外筒体の先端との間に形成された隙間から逃がすことができるので、この隙間を設けなかった場合に比べて、圧力損失を低下させて旋回流の流速を上げることが可能となり、霧化塗料の除去効率を向上させることが可能になる。
【００１５】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、外筒体の内周面に形成された水膜と霧化塗料を含む空気との接触を促進させることができる。
【００１６】
［請求項４の発明］
請求項４の霧化塗料除去装置によれば、霧化塗料除去用サイクロン分離器から排出された空気は、サイクロン収容ケース内を上昇して第３開口から排気される。サイクロン収容ケース内を上昇する途中で、空気はエリミネータに形成された蛇行した通過路を通過する。このとき、空気に含まれる霧化塗料や水の微粒子が通過路を構成するエリミネータの壁部に衝突して液滴化され、空気から除去される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る霧化塗料除去装置を備えた塗装設備の概念図
【図２】霧化塗料除去装置及び霧化塗料除去用サイクロン分離器の斜視図
【図３】霧化塗料除去装置及び霧化塗料除去用サイクロン分離器の正面図
【図４】霧化塗料除去装置及び霧化塗料除去用サイクロン分離器の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。図１には、本発明に係る霧化塗料除去装置５０と塗装ブース１１（図２参照）とを備えた塗装設備１０の全体が示されている。塗装ブース１１は、塗装ラインに沿ってワーク搬送方向（図１における紙面と直交する方向）に移動する塗装対象ワークＷに対して、塗料を吹き付けて塗装を行うための塗装室３０と、塗装室３０の上方に設けられて、予め調温・調湿された清浄な空気を塗装室３０に供給するための給気室２０と、塗装室３０の下方に設けられて、塗装室３０内の空気を吸い込む排気室４０とを備えている。
【００１９】
図１に示すように、塗装室３０にはフロアコンベヤ３３が設けられており、塗装対象ワークＷは、フロアコンベヤ３３によって塗装室３０内を搬送される。フロアコンベヤ３３を挟んだブース幅方向（図１における左右方向）の両側には、塗装対象ワークＷに向けて塗料をスプレーする塗装ロボット（図示せず）が配置されている。
【００２０】
塗装室３０の床部３４は、簀の子状（例えば、グレーチング）になっており、床部３４の全体を空気が通過可能となっている。
【００２１】
排気室４０の底部を構成するフロープレート４１は、排気室４０の両側縁部から中央に向かって下り傾斜している。また、フロープレート４１の両側縁部には、ワーク搬送方向に沿って延びた図示しない樋が設けられ、その樋に供給された水がオーバーフローしてフロープレート４１の上面を膜状になって流れるように構成されている。
【００２２】
フロープレート４１におけるブース幅方向の中央部には、ワーク搬送方向に延びた排水溝４２が形成されており、フロープレート４１の上面を流れた水は、全て排水溝４２に流れ込む。
【００２３】
図１に示すように、排水溝４２の下端部には、ブース幅方向の一方に向かって延びた導入ダクト４４の基端部が接続されており、その導入ダクト４４の先端部が霧化塗料除去装置５０に接続されている。塗装室３０内の空気は床部３４の全体を通過して排気室４０に吸い込まれ、排水溝４２及び導入ダクト４４を通って霧化塗料除去装置５０に吸い込まれる。これにより、塗装室３０内には、塗装対象ワークＷの上方（給気室２０）から下方（排気室４０）へと流れるダウンフローの気流が発生すると共に、塗装対象ワークＷに塗着しなかった霧化塗料が、ダウンフローの気流によって速やかに塗装室３０から排除されるようになっている。
【００２４】
導入ダクト４４は扁平な角筒状をなしており、その内部を通過する空気の流速を速めるために流路断面積が霧化塗料除去装置５０に近づくに従って小さくなっている。また、導入ダクト４４は、排水溝４２から離れるに従って緩やかに下り傾斜しており、排水溝４２に流れ込んだ水が、自重によって霧化塗料除去装置５０に流れ込むようになっている。
【００２５】
霧化塗料除去装置５０は、中空箱形のサイクロン収容ケース５１の内部に、本発明に係る霧化塗料除去用サイクロン分離器６０（以下、単に、「サイクロン分離器６０」という）とエリミネータ５３とを収容してなる。サイクロン収容ケース５１は塗装ブース１１の側方に隣接配置されており、そのサイクロン収容ケース５１の下端部の側面に形成されたケース導入口５１Ａ（図３参照。本発明の「第１開口」に相当する）に、前記導入ダクト４４の先端が接続されている。また、サイクロン収容ケース５１の上端部の側面には排気口５１Ｃ（本発明の「第３開口」に相当する）が設けられ、その排気口５１Ｃに接続された図示しない吸引ポンプによって、サイクロン収容ケース５１内の空気が吸引される。なお、図示しないが、サイクロン収容ケース５１の側面には、メンテナンス用のサービスホールとこれを閉塞する開閉扉とが設けられている。
【００２６】
エリミネータ５３は、サイクロン収容ケース５１における上下方向の中間部に配置されて、サイクロン収容ケース５１内を上下２つの部屋に区画するように設けられている。エリミネータ５３は、蛇行した空気の通過路（図示せず）を多数有しており、その通過路を空気が通過するときに、空気に含まれる液体の微粒子をエリミネータ５３に衝突させて液滴化させる。なお、エリミネータ５３の構造は公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００２７】
サイクロン分離器６０は、サイクロン収容ケース５１の下端部に横置きに配置されている。サイクロン分離器６０は、同心円状に配置された外筒体６１と内筒体６４とを有している。外筒体６１と内筒体６４は中心軸を略水平にした状態で配置されている。即ち、サイクロン分離器６０は、旋回流の中心軸が略水平になるように配置されている。
【００２８】
図２に示すように、外筒体６１の軸方向の基端部には、気液導入口６２が貫通形成されており、その気液導入口６２とサイクロン収容ケース５１のケース導入口５１Ａとの間が中継ダクト５２（図４参照）によって連絡している。中継ダクト５２は外筒体６１の外周面から接線方向に突出しており、導入ダクト４４を通過することで流速を速められた空気が水と共に、外筒体６１の内周面の接線方向に向かって噴出する。これにより、外筒体６１の内周面に沿って周回しながら基端部（外筒基端壁６１Ａ）から先端部（外筒先端壁６３）へと向かう旋回流が発生する（図３参照）。
【００２９】
図３に示すように、内筒体６４は外筒体６１の基端部を閉塞する外筒基端壁６１Ａに固定されており、その内筒体６４の基端開口が外筒基端壁６１Ａの外側に開放した空気排出口６４Ａとなっている。内筒体６４は、外筒体６１内で発生する旋回流の中心部に配置されかつ、その先端開口が外筒体６１の先端部を閉塞する外筒先端壁６３に対向配置されている。
【００３０】
また、内筒体６４の先端部には、鍔状の内部環状突部６５が一体に設けられている。内部環状突部６５は内筒体６４の外周面から外筒体６１の内周面に向かって張り出しており、外筒体６１と内筒体６４との間の流路断面積が部分的に絞られている。
【００３１】
外筒先端壁６３は、外筒体６１と略同径の円板で構成されており、外筒体６１とは別部品で構成されている。外筒体６１の先端側の上端部と外筒先端壁６３の上端部はヒンジ部６６（図３及び図４参照。図２では省略）によって連結され、ヒンジ部６６の水平な回動軸を中心にして外筒先端壁６３を外筒体６１に対して回動させることが可能となっている。本実施形態では、外筒先端壁６３は、ヒンジ部６６から周方向に離れるに従って外筒体６１の先端面から離れるように外筒体６１の中心軸に対して傾斜して配置されており（図３参照）、それら外筒体６１の先端面と外筒先端壁６３との間に外筒体６１の側方及び下方に開放した先端排出口６７が形成されている。また、外筒先端壁６３は外筒体６１に対して任意の回動位置で固定することが可能であり、先端排出口６７の開口面積を任意に調節することが可能となっている。例えば、ヒンジ部６６は、外筒体６１の先端側の上端部と外筒先端壁６３の上端部とに備えたヒンジ片と、両ヒンジ片を貫通した共通のボルトと、そのボルトの先端に螺合されたナットとから構成されており、ボルトとナットの螺合を緩めることでヒンジ片同士の回動を許容する一方、ボルトとナットを締め付けることで、ヒンジ片同士を回動不能に固定して、外筒先端壁６３を外筒体６１に対して任意の回動位置で固定することが可能となっている（本発明の「回動固定機構」に相当する）。また、ボルトをヒンジ片から抜き取ることで、外筒先端壁６３を外筒体６１から取り外すことができ、サイクロン分離器６０内のメンテナンス（清掃等）を容易に行うことが可能となっている。
【００３２】
本実施形態の霧化塗料除去装置５０の構成は以上であって、次に本実施形態の作用を説明する。図示しない吸引ポンプによってサイクロン収容ケース５１内が吸引されると、塗装室３０内の霧化塗料を含んだ空気が、霧化塗料除去装置５０へと吸引される。即ち、空気は、フロープレート４１上を流れる水と一緒に導入ダクト４４及び中継ダクト５２を通ってサイクロン分離器６０に流入する。このとき、空気及び水は、気液導入口６２から外筒体６１の内周面の接線方向に向かって噴出し、外筒体６１の内周面に沿って周回しながら外筒体６１の基端部から先端部へと移動する旋回流となる。すると、遠心力によって外筒体６１の内周面に水膜が形成されると共に、その水膜に空気が接触して、空気中の霧化塗料が水膜に吸収される。ここで、本実施形態では、内筒体６４の先端部に内部環状突部６５が設けられて、外筒体６１と内筒体６４との間の流路断面積が部分的に狭められているので、旋回流となった空気と水膜との接触を促進することができる。
【００３３】
外筒体６１の内周面に沿って旋回した空気は、外筒体６１の先端部近傍で反転して内筒体６４に流入し、空気排出口６４Ａからサイクロン分離器６０の外側に流出する。また、旋回流となった空気の一部は、外筒体６１の先端部に形成された先端排出口６７からサイクロン分離器６０の外側に流出する。さらに、外筒体６１の内周面に水膜を形成した水は、外筒体６１の内周面を伝って自重で外筒体６１の下端部に集合し、先端排出口６７からサイクロン分離器６０の外部に流出して、サイクロン収容ケース５１の下端面に設けられた排水口５１Ｂからサイクロン収容ケース５１の外部に排出される。なお、先端排出口６７は本発明の「水排出口」に相当し、排水口５１Ｂは本発明の「第２開口」に相当する。
【００３４】
サイクロン分離器６０から流出した空気は、サイクロン収容ケース５１内を上昇してエリミネータ５３を通過する。エリミネータ５３にて、空気に含まれている霧化塗料や水の微粒子がさらに除去された後、排気口５１Ｃからサイクロン収容ケース５１の外部に排気される。
【００３５】
ここで、外筒体６１内で旋回流となった空気を全て外筒体６１内で反転させて空気排出口６４Ａから排出させた場合には、圧力損失が比較的大きくなるために旋回流の流速を十分に上げることができず、霧化塗料の集塵効率を向上させることが困難である。これに対し、本実施形態によれば、外筒体６１内で旋回流となった空気の一部が、外筒体６１の先端部で反転することなく先端部に設けられた先端排出口６７から排気されるので、先端排出口６７を設けなかった場合に比べて、圧力損失を低下させて旋回流の流速を上げることが可能となり、その結果、霧化塗料の集塵効率を向上させることが可能になる。
【００３６】
このように本実施形態によれば、霧化塗料を含む空気を水と共に外筒体６１の内周面に沿って旋回させて、遠心力により外筒体６１の内周面に水膜を形成すると共に、その水膜に空気を接触させて、空気に含まれる霧化塗料を水膜に吸収させるから、外筒体６１の内周面への霧化塗料のこびりつきを防止することができる。つまり、塗装室３０から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することができると共に、サイクロン分離器６０のメンテナンスの手間を軽減することが可能になる。
【００３７】
また、サイクロン分離器６０は、その中心軸（旋回流の中心軸）が略水平になるように配置されているから高さ寸法を抑えることができ、高さ制限の制約がある設置スペース（例えば、既設の建屋内）にも霧化塗料除去装置５０を設置することが可能になる。
【００３８】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３９】
（１）上記実施形態では、内筒体６４の外周面から張り出した内部環状突部６５を備えていたが、内部環状突部６５を備えていない構成としてもよい。
【００４０】
（２）上記実施形態では、外筒先端壁６３が、外筒体６１に対してヒンジ部６６を介して回動可能に連結されていたが、外筒先端壁６３と外筒体６１とを回動不可能に固定してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
３０    塗装室
５０    霧化塗料除去装置
５１    サイクロン収容ケース
５１Ａ    ケース導入口（第１開口）
５１Ｂ    排水口（第２開口）
５１Ｃ    排気口（第３開口）
５２    中継ダクト
５３    エリミネータ
６０    霧化塗料除去用サイクロン分離器
６１    外筒体
６１Ａ    外筒基端壁
６２    気液導入口
６３    外筒先端壁
６４    内筒体
６４Ａ    空気排出口
６５    内部環状突部
６６    ヒンジ部
６７    先端排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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