(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装ブースの排気から未塗着塗料を回収する塗装システムの集塵装置であって、
螺旋状の排気ガイドが鉛直方向に形成される集塵塔と、
前記排気ガイドを螺旋状に旋回する排気経路に対して旋回中心から水平方向の外側に向けて水滴を噴霧するノズルと、
前記集塵塔の排気出口側に設けられる排気送風機と、
を具備する、
塗装システムの集塵装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗装システムの集塵装置であって、
前記集塵塔の排気出口は、前記集塵塔における、排気ガイドの螺旋軸方向の下流側端部に形成される、
塗装システムの集塵装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の塗装システムの集塵装置であって、
前記集塵塔の排気入口は、前記集塵塔における、前記排気ガイドの螺旋軸方向の上流側端部に形成され、
前記排気ガイドの開始位置は、前記排気入口より進入した排気流れが前記集塵塔内を略９０°〜略１８０°旋回した箇所に位置する、
塗装システムの集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装ブースの排気から未塗着塗料を回収する塗装システムの集塵装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装システムとしては、例えば自動車塗装工場に設置され、自動車のボディ又はバンパに吹付塗装を施すものがある。塗装システムでは、塗装ブースにて、ボディ又はバンパに対する吹付塗装が施され、集塵装置にて、塗装ブースの排気からボディ又はバンパに付着しなかった未塗着塗料が回収される。例えば、特許文献１では、集塵装置を備えた塗装システムが開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示される集塵装置は、１段目のベンチュリースクラバーと、２段目の微細水滴発生装置と、を具備している。このような集塵装置では、微細水滴発生装置に排気を押し込むため、ベンチュリースクラバーと微細水滴発生装置との間にダクト及び送風機を設置する必要がある。そのため、このような集塵装置では、集塵装置自体の設置スペースが大きくなり、塗装システムを省スペースで設置することができない。
【０００４】
また、特許文献１に開示される集塵装置のベンチュリースクラバーでは、スロート部及びエリミネータで排気及び水を高速で接触させている。そのため、このような集塵装置では、大きな圧力損失が発生し、送風機の動力を増加することになる。さらに、このような集塵装置の排気経路では、送風機より下流が正圧となる。そのため、このような集塵装置では、ダクト等に損傷が発生した場合には、塗装システム周囲に排気が漏れて作業環境に悪影響を及ぼすおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１０５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、省スペース化を実現できる塗装システムの集塵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、塗装ブースの排気から未塗着塗料を回収する塗装システムの集塵装置であって、螺旋状の排気ガイドが鉛直方向に形成される集塵塔と、前記排気ガイドを螺旋状に旋回する排気経路に対して旋回中心から水平方向の外側に向けて水滴を噴霧するノズルと、前記集塵塔の排気出口側に設けられる排気送風機と、を具備するものである。
【０００９】
請求項２においては、請求項１記載の塗装システムの集塵装置であって、前記集塵塔の排気出口は、前記集塵塔における、排気ガイドの螺旋軸方向の下流側端部に形成されるものである。
【００１０】
請求項３においては、請求項１又は２記載の塗装システムの集塵装置であって、前記集塵塔の排気入口は、前記集塵塔における、前記排気ガイドの螺旋軸方向の上流側端部に形成され、前記排気ガイドの開始位置は、前記排気入口より進入した排気流れが前記集塵塔内を略９０°〜略１８０°旋回した箇所に位置するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の塗装システムの集塵装置によれば、省スペース化を実現できる。また、排気経路に設けられる排気送風機の動力を低減できる。さらに、排気経路を全て負圧にすることによって、ダクト等に損傷が発生した場合でも排気が外部に漏れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】塗装システムの構成を示した模式図。
【図２】集塵塔の構成を示した模式図。
【図３】集塵塔の断面を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を用いて、塗装システム１００について説明する。
なお、図１では、塗装システム１００を模式的に表している。
【００１４】
塗装システム１００は、ワークに吹付塗装を施す装置である。本実施形態の塗装システム１００は、自動車塗装工場に設置され、自動車のボディ又はバンパに吹付塗装を施すものとする。塗装システム１００は、塗装ブース１０と、水槽設備２０と、集塵装置３０と、空調設備１１と、を具備している。
【００１５】
塗装ブース１０は、自動車のボディ又はバンパに吹付塗装を施す作業場である。塗装ブース１０は、水槽設備２０の上部に配置されている。塗装ブース１０は、給気室１６と、フィルタ１７と、吹き付け室１８と、スノコ１９と、を具備している。
【００１６】
空調設備１１は、塗装ブース１０に送り込む空気の温度及び湿度を制御する設備である。空調設備１１は、空調機１２と、給気送風機１３と、給気ダクト１４と、を具備している。空調機１２は、給気ダクト１４を介して塗装ブース１０の給気室１６と接続されている。給気送風機１３は、給気ダクト１４の途上に設けられている。
【００１７】
給気室１６は、吹き付け室１８の上方に配置され、給気ダクト１４と連通している。吹き付け室１８は、ボディ又はバンパが配置され、吹付塗装が施される室である。フィルタ１７は、給気室１６と吹き付け室１８との間に配置されている。スノコ１９は、吹き付け室１８の下部に配置されている。
【００１８】
このような構成とすることで、塗装ブース１０では、空調設備１１の空調機１２によって温度及び湿度制御された空気が、給気送風機１３によって給気ダクト１４を介して給気室１６に送り込まれる。
【００１９】
そして、給気室１６に送り込まれた空気は、フィルタ１７を介して除塵及び整流され、吹き付け塗装に必要なクリーンで均一な風速分布の下降流となって吹き付け室１８に下降する。
【００２０】
このとき、吹き付け室１８にて吹き付け塗装時にボディ又はバンパに付着しなかった未塗着塗料は、塗装ブース１０の排気に含まれて、スノコ１９を経由して水槽設備２０に向けて排出される。
【００２１】
水槽設備２０は、塗装ブース１０の排気から未塗着塗料の一部を回収するものである。水槽設備２０は、塗装ブース１０及び集塵装置３０の下部に配置されている。水槽設備２０は、水槽２１と、水パン２２と、排気開口部２３と、循環水ポンプ２４と、給水配管２５と、を具備している。
【００２２】
水槽２１は、水パン２２の下部に配置されている。水パン２２は、吹き付け室１８と水槽２１との間に介して配置され、スノコ１９の下方に配置されている。排気開口部２３は、水パン２２に複数個所配置され、吹き付け室１８と水槽２１とを連通している。
【００２３】
給水配管２５は、水槽２１の底部と水パン２２とを接続している。循環水ポンプ２４は、給水配管２５の途上に設けられ、水槽２１内に貯留される水を水パン２２に供給するものである。水パン２２に供給された水は、排気開口部２３から水槽２１へオーバーフローする。
【００２４】
このような構成とすることで、水槽設備２０では、吹き付け塗装時にボディ又はバンパに付着しなかった未塗着塗料の一部が、水パン２２の水面に衝突して、水パン２２の水流によって回収される。水パン２２に回収されない未塗着塗料の残りは、塗装ブース１０の排気に含まれて、水パン２２からの水流と共に、排気開口部２３から水槽２１に向けて排出される。
【００２５】
水槽２１の水面上では、排気送風機３９の送風によって、集塵塔３１に向かって流れる排気経路が形成される。排気開口部２３を通過した塗装ブース１０からの排気に含まれる未塗着塗料は、水槽２１の水面で９０°方向を変えて、水槽２１の水面上を排気経路に従い水平方向に向かって集塵設備３０側へ流れる。このとき、大きい粒径（数百ミクロン程度）の未塗着塗料は、慣性力に従って水槽２１の水面へ衝突し、水槽２１の水流によって回収される。
【００２６】
なお、水槽２１の水と水パン２２の水とは、循環水ポンプ２４によって、給水配管２５を経由して循環されている。
【００２７】
集塵設備３０は、塗装ブース１０の排気から未塗着塗料の残りを回収するものである。集塵設備３０は、集塵塔３１と、給水配管３２と、排気ダクト３８と、排気送風機３９と、を具備している。
【００２８】
集塵塔３１は、水槽設備２０の排気から未塗着塗料の残りを回収するものである。集塵塔３１は、円筒形状に構成され、水槽設備２０の上部に配置されている。集塵塔３１の内部には、螺旋状の排気ガイド３３が鉛直方向に形成されている。なお、集塵塔３１について詳しくは後述する。
【００２９】
給水配管３２は、集塵塔３１の軸心部に立設されている。給水配管３２は、給水配管２５から分岐され、循環水ポンプ２４によって水が供給されている。
【００３０】
排気ダクト３８は、集塵塔３１の排気出口３６（図２参照）と外部とを接続するものである。排気送風機３９は、排気ダクト３８の途上に設けられている。
【００３１】
図２及び図３を用いて、集塵塔３１の構成について説明する。
なお、図２では、集塵塔３１を模式的に表している。また、図２では、説明を分かり易くするため、集塵塔３１の内部を透過して表している。さらに、図３では、集塵塔３１の図２におけるＡＡ断面図を模式的に表している。なお、図２及び図３では、後述する排気経路を２点鎖線によって表している。
【００３２】
集塵塔３１は、上述したように、円筒形状に構成され、排気から未塗着塗料の残りを回収するものである。集塵塔３１は、給水配管３２と、ノズル３７・・・・３７と、排気ガイド３３と、排気入口３５と、排気出口３６と、を具備している。
【００３３】
排気ガイド３３は、集塵塔３１の内部にて螺旋形状に形成されている。排気ガイド３３は、螺旋形状の螺旋軸が鉛直方向となるように形成されている。排気ガイド３３は、螺旋形状が排気ガイド開始位置３３Ａから排気ガイド終了位置３３Ｂまで２回転半（９００°）となるように形成されている。
【００３４】
排気ガイド開始位置３３Ａは、排気入口３５より進入した排気流れが略９０°旋回した位置（図２における排気入口３５付近の二点鎖線矢印）に形成されている。本実施形態では、略９０°旋回した位置に排気ガイド開始位置３３Ａを形成したが、これに限定されない。排気ガイド開始位置３３Ａは、排気入口３５より進入した排気流れが略９０°〜略１８０°旋回した箇所に位置していれば良い。
【００３５】
排気入口３５は、円筒形状の集塵塔３１の下端面が全て開口して形成されている。すなわち、排気入口３５は、集塵塔３１における、排気ガイド３３の螺旋軸方向の上流側端部に形成されている。排気出口３６は、円筒形状の集塵塔３１の上端面が一部開口して形成され、水槽２１と連通している。すなわち、排気出口３６は、集塵塔３１における、排気ガイド３３の螺旋軸方向の下流側端部に形成されている。
【００３６】
給水配管３２は、上述したように集塵塔３１の軸心部、すなわち排気ガイド３３の螺旋軸に立設されている。給水配管３２には、複数のノズル３７・・・・３７が設けられている。
【００３７】
ノズル３７は、給水配管３２で給水される水を、排気ガイド３３に沿って螺旋状に旋回する排気に向けて噴霧するものである。ノズル３７は、排気ガイド３３に沿って螺旋状に旋回する排気に対して旋回中心から水平方向の外側に向けて噴霧するように配置されている。ノズル３７は、排気ガイド開始位置３３Ａから排気ガイド終了位置３３Ｂまでの間を、９０°毎に配置されている。
【００３８】
本実施形態のノズル３７では、粒径が２００〜６００μｍの水滴が噴霧されるように調整されている。
【００３９】
給水配管３２は、上述したように、給水配管２５から分岐され、循環水ポンプ２４によって水が供給されている。給水配管３２と循環水ポンプ２４との間には、給水配管３２に供給される水の流量を調整する流量調整バルブ２６が介されている。
【００４０】
本実施形態の流量調整バルブ２６は、給水配管３２への供給水量が、集塵塔３１内を流れる排気風量に対して、質量割合で４０％となるように調整している。
【００４１】
水パン２２と循環水ポンプ２４との間には、水パン２２に供給される水の流量を調整する流量調整バルブ２７が介されている。本実施形態の流量調整バルブ２７は、水パン２２への供給水量が、排気風量に対して、質量割合で６０％〜１３０％となるように調整している。
【００４２】
集塵装置３０の作用について説明する。
なお、排気経路とは、水槽設備２０の排気開口部２３から水槽２１の水面上を経由して、排気入口３５へ至るまでの経路、並びに排気入口３５から排気ガイド３３による旋回経路及び排気出口３６を通じて排気ダクト３８の終端に至るまでの経路である。
【００４３】
未塗着塗料を含んだ排気は、集塵塔３１に向かって流れ、排気入口３５から集塵塔３１に進入する。未塗着塗料を含んだ排気は、集塵塔３１内を９０°旋回した箇所において、排気ガイド開始位置３３Ａから排気ガイド３３に導かれる。
【００４４】
未塗着塗料を含んだ排気は、排気ガイド３３に導かれ、螺旋状に上方へ流れる。このとき、旋回する未塗着塗料を含んだ排気に対して、ノズル３７から水が噴霧され、排気中の未塗着塗料が噴霧される水と結合する。
【００４５】
水と結合した未塗着塗料は、数百ミクロン程度に増粒する。増粒した未塗着塗料は、その重量が増加するため、旋回中に遠心力が増加する。そのため、水と結合した未塗着塗料は、増加した遠心力の作用によって、排気ガイド３３によって旋回している排気経路から分離して集塵塔３１の内壁に衝突する。
【００４６】
集塵塔３１の内壁に衝突した水と結合した未塗着塗料は、その増加した重量に従って排気ガイド３３を排気経路と逆方向に下方に向けて流れ落ちる。排気ガイド３３を下方に向けて流れ落ちた水と結合した未塗着塗料は、排気入口３５から排出され、水槽設備２０の水槽２１に回収される。
【００４７】
一方、未塗着塗料が除去された排気は、排気ガイド３３に導かれ、螺旋状に上方へ流れる。未塗着塗料が完全に除去されたクリーンな排気は、集塵塔３１の排気出口３６から排出され、排気ダクト３８を経由して外部へ排出される。
【００４８】
集塵装置３０の効果について説明する。
集塵装置３０によれば、省スペース化を実現できる。
【００４９】
従来の集塵装置は、１段目のベンチュリースクラバーと、２段目の微細水滴発生装置と、を具備していた。このような集塵装置では、ベンチュリースクラバーと微細水滴発生装置との間に、微細水滴発生装置に排気を押し込むため、ダクト及び排気送風機を設置する必要があった。そのため、このような集塵装置では、集塵装置自体の設置スペースが大きくなり、塗装システムを省スペースで設置することができなかった。
【００５０】
集塵装置３０によれば、ノズル３７による水噴霧を未塗着塗料に接触させ、未塗着塗料を増粒化させ、旋回中の遠心力を増加させ、集塵塔３１の内壁に衝突させ回収させることによって、集塵装置自体の設置スペースを小さくし、塗装システムの省スペース化を実現できる。
【００５１】
また、集塵装置３０によれば、排気送風機３９の動力を低減できる。
【００５２】
従来の集塵装置のベンチュリースクラバーでは、スロート部にて、排気及び水を高速で接触させ、エリミネータでは、衝突効果で排気中の水切りを行うため、排気経路に大きな圧力損失が発生し、排気経路の排気送風機の動力を増加することになっていた。
【００５３】
集塵装置３０によれば、ノズル３７による水噴霧を未塗着塗料に接触させ、集塵塔３１の内壁に衝突させ回収させることによって、排気及び水を高速で接触させる部材（スロート部等）と排気と衝突するエリミネータを廃止できる。そのため、集塵装置３０によれば、排気経路に大きな圧力損失が発生することなく、排気経路に設けられる排気送風機３９の動力を低減できる。
【００５４】
さらに、集塵装置３０によれば、排気経路を全て負圧にすることによって、ダクト等に損傷が発生した場合でも排気が外部に漏れることを防止できる。
【００５５】
従来の集塵装置は、ベンチュリースクラバーと微細水滴発生装置との間に、微細水滴発生装置に排気を押し込むため、ダクト及び排気送風機を設置する必要があった。そのためこのような集塵装置では、排気送風機より下流が正圧となって、ダクト等に損傷が発生した場合には、塗装システム周囲に排気が漏れて作業環境に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【００５６】
集塵装置３０によれば、排気経路の最後尾に排気送風機３９を設けることによって、排気経路を全て負圧とし、ダクト等に損傷が発生した場合でも排気が外部に漏れることを防止できる。
【符号の説明】
【００５７】
１０      塗装ブース
２０      水槽設備
３０      集塵装置
３１      集塵塔
３２      給水配管
３３      排気ガイド
３３Ａ    排気ガイド開始位置
３３Ｂ    排気ガイド終了位置
３５      排気入口
３６      排気出口
３７      ノズル
３８      排気送風機
１００    塗装システム
【図１】
0005842876.tif 000002
【図２】
0005842876.tif 000003
【図３】
0005842876.tif 000004