(57)【要約】【課題】含水率や溶剤成分含有量にバラツキのある塗料滓を、悪臭を外気に発散せることなく、かつ効率よく乾燥させることが可能な安価な塗料滓乾燥装置を提供すること。【解決手段】乾燥室１０に塗料滓５０を収容して密閉し、乾燥室１０内を加温することにより塗料滓５０を加温して蒸気を発生させ、その水蒸気を乾燥室１０に接続した気液分離装置４０により液体と気体に分離し、液体を液体タンク４５に収集し、気体を乾燥室１０内に排出して再び気液分離装置４０に循環させることにより徐々に塗料滓５０を乾燥させる。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物に塗着せずに回収された塗料滓を乾燥する塗料滓乾燥装置であって、
塗料滓を収容可能で、外気と遮断された乾燥室と、
該乾燥室内を加温する加温手段と、
前記乾燥室内を所定の温度に保つための温度制御手段と、
前記乾燥室の外に配置されるとともに前記乾燥室に接続され、前記乾燥室の内気を吸入し、該内気を凝縮させて気体と液体に分離し、気体のみ前記乾燥室内へ導入する気液分離手段と、
を備えることを特徴とする塗料滓乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗料滓乾燥装置であって、
前記気液分離手段は、両端が前記乾燥室内に接続された気密性を有する循環路と、
前記乾燥室の内気を前記循環路を通して循環させる循環ファンと、
前記循環路内に配置され、該循環路内に吸入された前記乾燥室の内気を凝縮する熱交換器と、
前記凝縮された液体成分を回収する回収手段と、
を備えることを特徴とする塗料滓乾燥装置。
【請求項３】
請求項１に記載の塗料滓乾燥装置であって、
前記温度制御手段は、前記塗料滓を加熱し、塗料滓の水分の蒸発速度が急低下して、該塗料滓内部の温度が急上昇を開始した後に、前記塗料滓への加温を停止させることを特徴とする塗料滓乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被塗物に塗着せずに回収された塗料滓を乾燥する塗料滓乾燥装置に関し、特に臭気成分を外気に放出しないようにした密閉循環型の塗料滓乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボデー等の塗装工程においては、被塗物である自動車ボデーに、静電気あるいは高圧エアにより霧化した塗料を帯電あるいは吹き付けることにより付着させて塗装することが行われている。
この霧化した塗料により被塗物を塗装する塗装方法では、被塗物に塗着しなかった未着塗料が落下して、塗装ブースの下部に設けられた塗料回収槽に塗料滓となって回収され、塗装ブース外に設けた塗料滓回収池に収容される。
塗料滓回収池に収容された塗料滓は定期的に専用パレットに移載されるが、塗料滓は水分と溶剤成分を含むため、脱水、乾燥されてリサイクルあるいは焼却処分される。
【０００３】
この塗料滓を脱水、乾燥してリサイクルする方法が、特開２００１−２３９２９９号公報（以下、「特許文献１」という。）に記載されている。
この特許文献１に記載された塗料滓の脱水・乾燥方法の概要を、特許文献１の第１図を簡略化した本願の図８と第３図を簡略化した本願の図１０および図９により説明する。
まず、自動車ボデー等の被塗物ＷＫを塗装する塗装ブース２１の下面のメッシュ状になった床面２６を通過したミスト状の塗料は、該床面２６下に水平面に対して中央部に向かって下がるように角度を付けて形成された塗料回収床２７上に落下し、該塗料回収床２７上を流れる回収用水ＷＴに洗い流されて、その下部に設けられたエリミネータに集められ、塗料回収池３に収容される。
塗料回収池３に所定期間貯留された塗料滓は、沈降あるいは浮上して凝集し、凝集した塗料滓Ｄとなる（特許文献１の「００２６」〜「００３２」参照）。
【０００４】
塗料滓Ｄを回収するには、バケット４を、塗料回収池３上でバケット４の開閉扉４２を開いた状態で塗料滓Ｄが入るように下方に移動させて、バケット４内に塗料滓Ｄを入れ、開閉扉４２を閉じてバケット４を上昇させ、パレット５の上方で開閉扉４２を開いて塗料滓Ｄをパレット５内に落下させることにより行う（「００４２」参照）。
上記により塗料回収池３から回収された塗料滓Ｄは、パレット５に収容され（「００３５」参照）、図９に示すように、パレット５の底部に設けた網板５４により水分が分離され外部に排水される（「００３８」参照）。
【０００５】
その後、特許文献１に記載の技術では、図１０に示すように、塗料滓Ｄは安定供給化工程としての１軸式スクリュウ押出機６により粉砕され、一定速度で搬送されて次の金属異物検出工程としての金属探知器７１を備えたコンベア７２に供給され搬送されながら金属異物が排除され、次の加熱乾燥粒状化工程に移載されて、２軸スクリュウ混練機８に供給されて粒状化され、連続冷却されて製鉄高炉原料としてリサイクルされる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２３９２９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように多工程を経て脱水乾燥すると脱水乾燥および脱臭のための大掛かりな設備が必要となり多額の費用がかかる。
特に、塗料滓をリサイクルせずに塗料滓の焼却を社外の焼却処理業者に委託するような場合は、処理費用が塗料滓の重量に比例するように設定されることが多いため、パレット上で塗料滓の自重又は重り等により水分を分離することが行われるが、これには限界があり、含水率が下がらない。
したがって、含水率が高いまま焼却処理業者に委託しようとすると、重量が重く処理業者までの運搬コストが高くなり、また、高粘度のため焼却炉への投入の手間がかかり、高い処理費用を要求されるという問題がある。
そのために、塗料滓を十分乾燥させる必要があるが、塗料滓には溶剤成分も含まれているため、乾燥時の蒸気を外気に開放する乾燥方法では、溶剤成分による臭気が発散し、環境問題が発生するという問題がある。
【０００８】
さらに、塗料滓の回収工程での条件変動や外気の条件変動により含水率や溶剤成分率にバラツキがあり、このバラツキのある塗料滓を混在させて加温して乾燥させるために、加温開始から加温停止までタイマーで制御する方法では、含水率や溶剤成分率が高い塗料滓を乾燥させる場合は、乾燥不足が発生し、含水率や溶剤成分率が低い塗料滓を乾燥させる場合は、余分なエネルギーを使用してしまうという問題がある。
すなわち、塗料滓Ｄが積載されたパレット５を例えば４台同時に乾燥したとき、図１１（Ａ）に示すように、限界含水率（詳細は後述）に達した温度から平衡含水率（詳細は後述）に達する温度に移行し始める時間ｔが、第１パレットのｔ１が最も早く、第４パレットのｔ４が最も遅い場合がある。
この場合、タイマー制御によりｔ１とｔ４の中間付近で乾燥を終了してしまうと、第１、第２パレットの塗料滓Ｄは既に限界含水率に到達しているため乾燥は良好であるが、第３、第４パレットの塗料滓Ｄはまだ限界含水率に到達していないため乾燥不良となる。なお、その後、各パレットの塗料滓Ｄは時間Ｔ１〜Ｔ４で平衡含水率に到達する。
【０００９】
これを含水率で見ると、図１１（Ｂ）に示すように、タイマー制御による乾燥終了時点では、第１パレットの含水率γ１と第２パレットの含水率γ２は限界含水率に到達しているが、第３、第４パレットの含水率γ３、γ４は限界含水率に到達しておらず、充分乾燥していないこととなる。
このように、充分乾燥していない塗料滓を混在させて焼却処理業者に委託しようとすると、重量がまだ重く、処理コストが十分低減できないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、含水率や溶剤成分含有量にバラツキのある塗料滓を、脱臭装置を不要にして悪臭を外気に発散せることなくかつ必要最小限のエネルギーで乾燥させることが可能な安価な塗料滓乾燥装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１に記載の塗料滓乾燥装置は、被塗物に塗着せずに回収された塗料滓を乾燥する塗料滓乾燥装置であって、塗料滓を収容可能で、外気と遮断された乾燥室と、該乾燥室内を加温する加温手段と、前記乾燥室内を所定の温度に保つための温度制御手段と、前記乾燥室の外に配置されるとともに前記乾燥室に接続され、前記乾燥室の内気を吸入し、該内気を凝縮させて気体と液体に分離し、気体のみ前記乾燥室内へ導入する気液分離手段と、を備えることを特徴とする。
よって、密閉された乾燥室内に塗料滓を収容し、加温手段により塗料滓を加温し、その塗料滓から発生して乾燥室内に充満する蒸気を、気液分離手段により気体と液体に分離し、気体のみを乾燥室内へ導入するので、乾燥に伴う臭気を含んだ気体を外気に放出することなく、乾燥室内で循環させることにより環境を悪化させずに塗料滓を乾燥することができる。
【００１２】
また、本発明に係る請求項２に記載の塗料滓乾燥装置は、請求項１に記載の塗料滓乾燥装置であって、前記気液分離手段が、両端が前記乾燥室内に接続された気密性を有する循環路と、前記乾燥室の内気を前記循環路を通して循環させる循環ファンと、前記循環路内に配置され、該循環路内に吸入された前記乾燥室の内気を凝縮する熱交換器と、前記凝縮された液体成分を回収する回収手段と、を備えることを特徴とする。
よって、塗料滓から蒸発した蒸気を循環ファンにより循環路の一方の入口から吸入し、熱交換器により凝縮して液化して回収し、液化しなかった蒸気を他方の出口から再び乾燥室内に排出して、新たな蒸気とともに再び入口から吸入して循環させるため、蒸気を外気に放出することなく、したがって脱臭装置を必要とすることなく塗料滓を乾燥することができる。
また、気液分離手段に特殊な機器や特殊なエネルギーを用いないので、汎用性のある安価な乾燥装置とすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る請求項３に記載の塗料滓乾燥装置は、請求項１に記載の塗料滓乾燥装置であって、前記温度制御手段が、前記塗料滓を加熱し、塗料滓の水分の蒸発速度が急低下して、該塗料滓内部の温度が急上昇を開始した後に、前記塗料滓への加温を停止させることを特徴とする。
よって、タイマーで加熱時間を制御する手段に比較して、温度が急上昇したことを検知して塗料滓への加温を停止するので、無駄なエネルギーを使用することなく、塗料滓を効率的に乾燥することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る塗料滓乾燥装置の一の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の塗料滓乾燥装置は、自動車組立工場に設けられたものである。
ここで、図１は、塗料滓乾燥装置を示した概念図であり、図２乃至図５は本発明を具体化した塗料滓乾燥装置の三面図、および気液分離装置の側面図である。
【００１５】
（構成）本発明の一の実施の形態に係る塗料滓乾燥装置の構成について説明する。塗料滓乾燥装置１は、図１に示すように、塗料滓５０を搭載したパレット６０を収容する大型の海上コンテナを改装した乾燥室１０と、該乾燥室１０内に設けた加熱装置２０と、該加熱装置２０を制御して乾燥室１０内の温度をコントロールする温度調整装置３０と、塗料滓５０から発生した蒸気を気体と液体に分離する気液分離装置４０とから構成されている。
乾燥室１０は、レール１１１が敷設された床部１１と、該床部１１から立ち上がる前壁１２、左右側壁１３と、これら前壁１２と左右側壁１３との上部に取り付けられる天井部１４と、床部１１、左右側壁１３および天井部１４の後端部で形成される開口部１５に開閉可能に取り付けられる扉１６とから構成されている。
【００１６】
乾燥室１０の天井部１４には、耐熱用の照明装置１４１と、万一発火したときの消火装置としての散水機１４２およびそのときの圧力を逃がす破裂戸１４３（図３）等が設けられて、安全には十分配慮されている。
また、側壁１３には、乾燥室１０内の状況を確認するための耐熱ガラス製窓１３１が取り付けられている。
また、扉１６には、電磁ロック１６１が取り付けられて、後述する加熱装置２０を制御する温度調整装置３０と連動してロック解除可能となっている。
なお、前壁１２、左右側壁１３、天井部１４および扉１６の外面には、放熱と火傷を防止するためガラス繊維製の断熱材が張り付けてある。
【００１７】
乾燥室１０内を加温する加温手段としての加熱装置２０は、工場の蒸気を通して乾燥室１０内に熱を発散する複数のラジェータ２１と、これらのラジェータ２１を連結するパイプと、このパイプに連結された蒸気の入口２１１と出口２１２および入口２１１に取り付けられた蒸気供給量調整バルブ２１３等から構成されている。
ラジェータ２１は、本実施の形態では、乾燥室１０内の左右の側壁１３に沿って３機、前壁１２に沿って１機の計７機が取り付けられている。
【００１８】
乾燥室１０内を所定の温度に保つための温度制御手段としての温度調整装置３０は、乾燥室１０内の温度ならびに後述する循環路４１の吸引側と排出側の温度を検知する温度計３１と、個々のパレット６０に積載された塗料滓５０に差し込んでその温度を検知する複数の温度計３２と、これらの温度を表示する温度表示装置３３と、全てのパレット６０に積載された塗料滓５０が加熱終了温度に到達したことにより温度表示装置３３から発せられるアラーム信号を受信し、乾燥終了信号を出力するシーケンサ３４と、シーケンサ３４の指令により加熱時間を自動制御する加熱時間自動制御装置３５とからなる。また、シーケンサ３４の指令により扉１６の電磁ロック１６１が解除される。
【００１９】
乾燥室１０の外に配置されるとともに該乾燥室１０に接続され、該乾燥室１０の内気を吸入し、該内気を凝縮させて気体と液体に分離し、気体のみ前記乾燥室１０内へ導入する気液分離手段としての気液分離装置４０は、乾燥室１０の前壁１２または天井部１４に貫通するように接続された吸引パイプ４１２および排出パイプ４１３と両端に該吸引パイプ４１２および排出パイプ４１３が接続された気密性を有するケース４１１とにより構成された循環路４１と、該循環路４１内に設置され、乾燥室１０の内気から塵埃等を除去するフィルタ４２と、乾燥室１０の内気を循環路４１を通して循環させる循環ファン４４と、循環路４１内の循環ファン４４の近傍に配置され、該循環路４１内に吸入された乾燥室１０の内気を凝縮する熱交換器４３と、該熱交換器４３により凝縮された液体成分を送液管４５１を介して回収する回収手段としての液体タンク４５とにより構成されている。
なお、図２乃至図４に示す具体的な実施の形態では、気液分離装置４０は乾燥室１０の天井部１４に設置されているため、保守要員が天井部１４に登ってメンテナンス作業が可能なように梯子１８が側壁１３に取り付けられている。
【００２０】
（作用）次に、塗料滓乾燥装置１の作用について説明する。塗料回収池から回収された塗料滓５０は、パレット６０に積載され、予めパレット６０の網目状の底面から水分を落下させて自然に脱水した状態で専用台車７０に搭載されており、本実施の形態では、パレット６０を２段重ねにして専用台車７０に搭載している。
乾燥室１０の扉１６を開き、台車７０を乾燥室１０の床部１１に敷設したレール１１１に案内させて乾燥室１０内に収容する。本実施の形態の乾燥室１０は、台車７０を一度に４台、すなわちパレット６０は８個収容可能となっている。
そして、個々のパレット６０に積載された塗料滓５０に温度計３２を差し込み、温度測定が可能なようにしておく。
その後、扉１６を閉じ、電磁ロック１６１を作動させて、乾燥室１０を密閉状態とする。
【００２１】
その後、乾燥室１０の加温手段と気液分離手段とを作動させるが、まず、加温手段の作動を説明する。すなわち、温度調節装置３０を作動させて、その指令によりラジェータ２１に接続された蒸気供給量調整バルブ２１３を開き、蒸気入口２１１からラジェータ２１に蒸気を供給する。蒸気は各ラジェータ２１を通り、蒸気出口２１２から排出される。蒸気の保有している熱エネルギーによりラジェータ２１から乾燥室１０内に熱が放射され、乾燥室１０内の温度が徐々に上昇する。
そうすると、図６に示すように、含水率が高い状態の塗料滓５０の温度が細線の「被乾燥品温度」で示した矢印のように、徐々に上昇していき略一定の温度（約９０°Ｃ）に達すると（材料余熱期間Ｉ）、この温度の状態がしばらく継続して含水率が徐々に下がり、塗料滓５０が乾燥していく（恒率乾燥期間ＩＩ）。
水分の蒸発速度は太線で示すように、この材料余熱期間Ｉでは蒸発速度も徐々に上がり、恒率乾燥期間ＩＩでは一定の速度を保っていく。
【００２２】
そして、塗料滓５０の含水率がこれ以上蒸発できない限界含水率に達すると、蒸発速度は急激に低下し、それに合わせて被乾燥品温度が急に上昇を開始し（図６のＡ点）、やがて一定（約１１０°Ｃ）となり、平衡含水率に達する。この限界含水率と平衡含水率の間が減率乾燥期間ＩＩＩとよばれる。
このＡ点の温度を検知して温度調整装置３０により蒸気供給量調整バルブ２１３を閉じ、ラジェータ２１への蒸気の供給を停止して乾燥室１０内の加温を停止する。この後は、塗料滓５０の蒸発速度は低下するが温度はまだ上昇するので、塗料滓５０の乾燥は継続されるが、蒸気の供給が停止されているので、乾燥室の温度は徐々に低下し、停止後１〜２日後には４０℃近くになる。
【００２３】
つぎに、気液分離手段の作動を説明する。乾燥室１０内のラジェータ２１に蒸気を供給すると同時に、気液分離装置４０の循環路４１に設けた循環ファン４４を回転させ、熱交換器４３に冷却水を供給して気液分離装置４０を作動させる。
すると、上述した塗料滓５０の加熱により、蒸発した水蒸気と溶剤成分（以下、両者を併せて「水蒸気」という。）は、循環ファン４４の吸引力により循環路４１の吸引パイプ４１２からケース４１１内に吸引され、フィルタ４２を通って塵埃が除去され、熱交換器４３のこまかいフィンの間を通過するときに冷却されて水蒸気の一部が凝縮されて液化し、水滴となってケース４１１の下部に落下する。
【００２４】
一方、液化されなかった水蒸気（水滴となって水分が除去された分だけ乾燥した水蒸気）はさらにケース４１１内を進み、排出パイプ４１３を通って乾燥室１０内に戻され、塗料滓５０から新たに発生している水蒸気と混合して再び吸引パイプ４１２からケース４１１内に吸引されて、乾燥室１０と気液分離装置４０の間を循環する。この循環を繰り返すことにより、水蒸気から徐々に液体分が除去され乾燥される。
除去された液体は、ケース４１１の下面に接続された送液管４５１を通って液体タンク４５に集められ、工場の汚水処理場へ流され、適正な処理を施されて河川に放流される。
【００２５】
なお、塗料滓５０には溶剤成分も含まれているため、蒸発時に水蒸気から臭気を発生するが、発生した水蒸気は乾燥室１０と循環路４１以外の外部には出ないので、臭気も外部へ放出されることがない。
そして、蒸気の供給を停止してから１〜２日後に、乾燥室１０内の温度が開放安全な４０°Ｃ以下となったら扉１６の電磁ロックを解除して扉１６を開けて、乾燥した塗料滓５０を積載したパレット６０が搭載された台車７０を外に運び出し、乾燥した塗料滓５０を焼却処理業者あるいはリサイクル処理業者に引き渡す。
【００２６】
このように、乾燥室１０に塗料滓５０を収容して密閉し、乾燥室１０内を加温することにより塗料滓５０を加温して蒸気を発生させ、その水蒸気を乾燥室１０に接続した気液分離装置４０により液体と気体に分離し、液体を液体タンク４５に収集し、気体を乾燥室１０内に排出して再び気液分離装置４０に循環させることにより徐々に塗料滓５０を乾燥させるようにしたため、発生する蒸気を外部に放出しないので臭気も放出することなく塗料滓を乾燥することが可能となった。
【００２７】
なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、気液分離装置を乾燥室の外部の上部に設置したもので説明したが、これに限られず、図７に示すように例えば乾燥室の外部の側部に設置することも可能である。
また、乾燥室は海上コンテナを流用したもので説明したが、新たに製作したものであってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、乾燥時に発生する蒸気を乾燥室と気液分離装置の間に循環させるため、脱臭装置を設ける必要が無く安価な装置とすることができ、さらに、臭気を外部に放出することなく塗料滓を乾燥することができるので、環境を悪化させることが無い。
また、塗料滓の温度を直接検知して、乾燥速度が急激に低下し、塗料滓の温度が急に上昇したことを検知して加温を終了するので、含水率等にバラツキのある塗料滓であってもエネルギーを効率的に使用して乾燥することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る塗料滓乾燥装置を示した概念図である。
【図２】本発明を具体化した塗料滓乾燥装置の側面断面図である。
【図３】本発明を具体化した塗料滓乾燥装置の平面図である。
【図４】本発明を具体化した塗料滓乾燥装置の正面断面図である。
【図５】本発明を具体化した気液分離装置の側面図である。
【図６】含水率の変化に伴う品温と蒸発速度の関係を示すグラフである。
【図７】気液分離手段の取り付け位置を変更した塗料滓乾燥装置の別の概念図である。
【図８】従来の塗料滓のパレットへの収容過程を示す概念図である。
【図９】従来の塗料滓の自然乾燥を示す図である。
【図１０】従来の塗料滓をリサイクルする装置の概念図である。
【図１１】従来のタイマー制御による乾燥方法の被乾燥品温度と含水率の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
１          塗料滓乾燥装置
１０        乾燥室
２０        加熱装置
３０        温度調整装置
４０        気液分離装置
５０        塗料滓
６０        パレット
７０        台車
【図１】
2004340481.tif 000003
【図２】
2004340481.tif 000004
【図３】
2004340481.tif 000005
【図４】
2004340481.tif 000006
【図５】
2004340481.tif 000007
【図６】
2004340481.tif 000008
【図７】
2004340481.tif 000009
【図８】
2004340481.tif 000010
【図９】
2004340481.tif 000011
【図１０】
2004340481.tif 000012
【図１１】
2004340481.tif 000013