(57)【要約】【課題】空調装置から複数のゾーンに空調空気を供給する場合に、空調空気の供給系の流路抵抗が変化しても、空調空気を各ゾーンごとに適正な給気風速で流下させることができるようにする。【解決手段】制御対象となる個々のゾーン（Ｔｚ）ごとに天井フィルタ（３）を通過した給気風速を夫々の風速センサ（Ｓｚ）検出し、各ゾーン（Ｔｚ）のオートダンパ（ＡＤｚ）の開度を順次調整する調整操作を実行し、各ゾーン（Ｔｚ）の給気風速が夫々の設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返すと共に、オートダンパ（ＡＤｚ）の開度を最大にしても設定風速が得られないゾーン（Ｔｚ）があったときは、空調装置（４）の供給風量を増大させて、各ゾーン（Ｔｚ）の給気風速が設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返し実行するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物の搬送方向に沿って複数のゾーンを形成したブース本体に空調装置から空調空気を供給し、夫々のゾーン内にその天井に形成された静圧室から天井フィルタを通って流下させ、その空調空気の給気風速を各ゾーンの設定風速に応じて増減させる給気付塗装ブースであって、
各静圧室に供給される空調空気の風量を増減させる各オートダンパが夫々の流路に配されると共に、各ゾーンには天井フィルタを通過した給気の風速を検出する風速センサが配され、
制御対象となる全てのゾーンについて、個々のゾーンごとに前記各風速センサの検出信号に基づき夫々のオートダンパの開度を順次調整する調整操作を実行し、各ゾーンの給気風速が夫々の設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返すと共に、オートダンパの開度を最大にしても設定風速に達しないゾーンがあったときは、空調装置の供給風量を増大させて、各ゾーンの給気風速が設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返し実行する給気風速制御装置を備えたことを特徴とする給気付塗装ブース。
【請求項２】
前記空調空気を各静圧室に分岐供給する動圧室が形成されると共に、動圧室と夫々の静圧室とを連通する開口部に前記オートダンパが設けられた請求項１記載の給気付塗装ブース。
【請求項３】
前記風速センサが、風速に応じて変化する羽根車の回転数を光学的に検出する光学センサでなる請求項１記載の給気付塗装ブース。
【請求項４】
全てのオートダンパの開度が、予め設定された最小開度より小さくなったときに、空調装置の供給風量を減少させて、各ゾーンの給気風速が夫々の設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返し実行する給気風速制御装置を備えた請求項１記載の給気付塗装ブース。
【請求項５】
被塗物の搬送方向に沿って複数のゾーンを形成したブース本体に空調装置から空調空気を供給し、夫々のゾーン内にその天井に形成された静圧室から天井フィルタを通って流下させ、その空調空気の給気風速を各ゾーンの設定風速に応じて増減させる給気風速制御方法において、
制御対象となる全てのゾーンについて、個々のゾーンごとに天井フィルタを通過した給気の風速を検出する夫々の風速センサの検出信号に基づき各ゾーンのオートダンパの開度を順次調整する調整操作を実行し、各ゾーンの給気風速が設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返すと共に、オートダンパの開度を最大にしても設定風速が得られないゾーンがあったときは、空調装置の供給風量を増大させて、各ゾーンの給気風速が設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返し実行することを特徴とする給気風速制御方法。
【請求項６】
全てのオートダンパの開度が、予め設定された開度より小さくなったときに、空調装置の供給風量を減少させて、各ゾーンの給気風速が設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返す請求項５記載の給気風速制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被塗物の搬送方向に沿って形成された複数のゾーンごとに設定した設定風速に応じて調整できる給気付塗装ブース及びそれに用いる給気風速制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車生産ラインにおける自動車ボディの塗装ブースは、トンネル型のブース本体に、被塗物の搬送方向に沿って、作業員が塗装準備作業を行う準備ゾーン、塗装ロボットで塗装を行う自動塗装ゾーン、作業者が補正塗装を行う手吹塗装ゾーンなどの複数のゾーンが形成されている。
各ゾーンの天井にはフィルタを介して静圧室が形成され、さらにその上方には、各静圧室に連通される動圧室が形成されている。
そして、空調装置から動圧室に供給された空調空気を、各静圧室に分岐供給して各ゾーン内に流下させると共に、同量の空気を床下から排出することにより給排気バランスを維持して、ゾーン間での空気の出入がない均一な空気流を形成するようになされている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２５５９４１６号公報
【０００４】ここで、給気風速は各ゾーンごとに異なり、例えば、作業員が塗装準備作業を行ったり補正塗装を行う有人のゾーンでは清浄な作業環境を確保するため、０．３〜０．３５ｍ／ｓと比較的速く、中でも、塗装作業を行うゾーンはオーバースプレーされた飛散塗料を吸い込むことがないように０．３５ｍ／ｓと最も速い風速に設定されている。
また、塗装ロボットで塗装を行う自動塗装ゾーンなどの無人のゾーンではその必要がないので塗装に悪影響を与えない最低限の速度（例えば０．２〜０．２５ｍ／ｓ）に設定されている。
【０００５】この場合に、給気風速の調節は、塗装ブースを組み立てたときの試験運転時や、塗装ラインが停止している週末などに、作業者が、動圧室と静圧室を連通する開口部に配されたダンパの開度を調節して行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、給気風速を夫々のゾーンごとに順次調整していくことにより、後に調整したゾーンのダンパの開度によって前に調整したゾーンの給気風速が変化してしまうため、全てのゾーンについて何度も何度も調整し直して徐々に設定風速に近づけていかなければならず、多大な労力と時間を要し、調整作業が極めて困難であるという問題があった。
【０００７】また、空調装置の吸込口のフィルタや各静圧室と各ゾーンを仕切るフィルタが目詰まりを起こすなどして、空調装置から各ゾーンに至る空調空気の供給系の流路抵抗が大きくなって給気風速が減少されると、各ゾーンからの排気風量も減少されて給排気バランスは維持されるが、給気風速を設定風速に維持することができない。
特に、自動塗装ゾーンでは塗装に悪影響を与えない最低限の速度に設定されているため、この設定風速が得られないときには、オーバースプレーされた塗料が舞い上がって再付着し、色かぶりを起こすなど塗装不良を起こすおそれがある。
この場合に、ダンパの開度を大きくして設定風速に一致するように調整できれば良いが、開度を１００％にしても設定風速に達しない場合は調整不能となる。
【０００８】さらに、メンテナンスにより、空調装置の吸込口のフィルタや各静圧室と各ゾーンを仕切るフィルタを交換するなどして、空調装置から各ゾーンに至る空調空気の供給系の流路抵抗が小さくなった場合には、送風量が増大するためダンパの開度を小さくしているが、空調空気を過剰供給させていることとなりエネルギの無駄を生じる。
【０００９】そこで本発明は、空調装置から各ゾーンに至る空調空気の供給系の流路抵抗が変化しても、空調空気を各ゾーンごとに適正な給気風速で流下させることができるようにすることを技術的課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、被塗物の搬送方向に沿って複数のゾーンを形成したブース本体に空調装置から空調空気を供給し、夫々のゾーン内にその天井に形成された静圧室から天井フィルタを通って流下させ、その空調空気の給気風速を各ゾーンの設定風速に応じて増減させる給気付塗装ブースであって、各静圧室に供給される空調空気の風量を増減させる各オートダンパが夫々の流路に配されると共に、各ゾーンには天井フィルタを通過した給気の風速を検出する風速センサが配され、制御対象となる全てのゾーンについて、個々のゾーンごとに前記各風速センサの検出信号に基づき夫々のオートダンパの開度を順次調整する調整操作を実行し、各ゾーンの給気風速が夫々の設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返すと共に、オートダンパの開度を最大にしても設定風速に達しないゾーンがあったときは、空調装置の供給風量を増大させて、各ゾーンの給気風速が設定風速に一致するまで前記調整操作を繰り返し実行する給気風速制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】本発明によれば、例えば、塗装ブースの入口側から出口側に向って各ゾーンの風速センサの検出信号に基づき夫々の給気風速が設定風速と一致するように各オートダンパの開度が順次調整される。
この間、空調装置からの供給風量は一定であるので、一のゾーンについてオートダンパの開度を調整すると、他のゾーンのオートダンパの開度を変化させなくても、他のゾーンの給気風速は変化するが、入口側から出口側に向って個々のゾーンごとにオートダンパの開度を順次調整する調整操作を繰り返し実行されるので、各ゾーンの給気風速は徐々に設定風速に収束する。
【００１２】また、各ゾーンの天井フィルタが目詰まりするなどして、オートダンパの開度を最大にしても設定風速に達しないゾーンがあったときは、調整操作を繰り返し実行しても給気風速を設定風速に一致させることができない。
そこで、そのようなゾーンがあったときは、まず、空調装置の供給風量を増大させた後、調整操作を繰り返し実行させる。
これにより、空調装置の供給風量が適正な値となったときに、全てのゾーンについて給気風速を設定風速に一致させることができる。
【００１３】さらに、全てのオートダンパの開度が予め設定された開度より小さくなった場合は、空調装置からの供給風量が過剰であることを意味する。
したがって、この場合は、まず、空調装置の供給風量を減少させた後、調整操作を繰り返し実行させれば、オートダンパを広めに開いた状態で、各ゾーンの給気風速を設定風速に一致させることができ、省エネを図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る給気付塗装ブースの概略構成図、図２はその正面図、図３は給気風速制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【００１５】図１に示す給気付塗装ブース１は、自動車ボディなどの被塗物Ｗを搬送するコンベア（図示せず）が配されたトンネル型のブース本体２に、その搬送方向に沿って、作業員が塗装準備作業を行う準備ゾーンＴ１、塗装ロボットで塗装を行う自動塗装ゾーンＴ２、作業者が補正塗装を行う手吹塗装ゾーンＴ３などの複数のゾーン複数のゾーンＴｚ（ｚ＝１〜ｎ）が形成されている。
【００１６】ブース本体２の天井部には、各ゾーンＴｚごとに天井フィルタ３を介して静圧室ＳＰｚ（ｚ＝１〜ｎ）が形成され、さらに、その上方には各静圧室ＳＰｚに連通する動圧室ＤＰが形成され、動圧室ＤＰと各静圧室ＳＰｚを連通する開口部には、オートダンパＡＤｚ（ｚ＝１〜ｎ）が形成されている。
なお、各オートダンパＡＤｚは、防爆基準を満たすように、これを開閉操作するモータＭｚ（ｚ＝１〜ｎ）が塗装ブース２外に配されている。
そして、所定の温湿度に調整された空調空気を送給する空調装置４が給気ダクト５を介して動圧室ＤＰに接続され、動圧室ＤＰに送給された空調空気が各静圧室ＳＰｚに分岐供給されて、天井フィルタ３を通り各ゾーンＴｚ内に流下するようになっている。
【００１７】前記給気ダクト５には、空調装置４からの供給風量を検出する風量センサＳ０が配されると共に、各天井フィルタ３の真下には、天井フィルタを通過して夫々のゾーンＴｚ内を流下する給気の風速を検出する風速センサＳｚ（ｚ＝１〜ｎ）が設置されている。
この風速センサＳｚは、防爆基準を満たすように回転数を光学的に検出する光学センサでなり、例えば、風速に応じて回転数が変化する羽根車と、その羽根車により断続される光路を一対の光ファイバで形成したホトインタラプタを備え、一方の光ファイバに光を導入する発光素子と、他方の光ファイバから出力される検出光を受光する受光素子を塗装ブース１外に配している。
【００１８】制御対象となる各ゾーンＴｚの給気風速をコントロールする給気風速制御装置６は、その入出力ポートに、前記風量センサＳ０、各風速センサＳｚ、各オートダンパＡＤｚ及び空調装置４の送風機７が接続されている。
【００１９】図３は給気風速制御装置６の処理手順を示すフローチャートであって、塗装ブース１の運転が開始されると、まず、ステップＳＴＰ１で、前回の運転終了時における供給風量で送風機７を稼動させる。
次いで、送風機７が安定したところでステップＳＴＰ２でゾーンナンバーｚ＝１と置いて、ステップＳＴＰ３に移行する。ステップＳＴＰ３では、風速センサＳｚで検出された給気風速ＳＶｚを読み出して、ステップＳＴＰ４で設定風速ＤＶｚと比較し、給気風速ＳＶｚの方が遅いときはステップＳＴＰ５、速いときはステップＳＴＰ８、等しいときはステップＳＴＰ９へ移行する。
【００２０】そして、ステップＳＴＰ５ではオートダンパＡＤｚの開度Ｋｚ＜１００％であるか否か判断され、１００％未満のときはステップＳＴＰ６で所定開度だけ開き、そのゾーンＴｚの給気風速を増大させてステップＳＴＰ３に戻る。
また、ステップＳＴＰ５でオートダンパＡＤｚの開度Ｋｚ＝１００％であると判断されると、これ以上開度を大きくできないので、ステップＳＴＰ７で送風機７の回転数を上げて空調空気４の供給風量を予め設定された所定量だけ増大させ、ステップＳＴＰ２に戻る。
【００２１】また、ステップＳＴＰ８では、オートダンパＡＤｚを所定開度だけ閉じて、そのゾーンＴｚの給気風速を低下させてステップＳＴＰ３に戻る。
ステップＳＴＰ９では、ゾーンナンバーｚ＝ｎを確認することにより、全てのゾーンＴｚについてオートダンパＡＤｚの開度を調整したか否かが判断される。
そして、ｚ≠ｎのときはステップＳＴＰ１０でｚ＝ｚ＋１と置き換えてステップＳＴＰ３に戻り、隣接するゾーンＴｚの給気風速を調整する。
また、ｚ＝ｎのときはステップＳＴＰ１１で、全てのゾーンＴｚの給気風速ＳＶｚが設定風速ＤＶｚと一致したか否かが判断され、一致してないときはステップＳＴＰ２に戻り、一致したときはステップＳＴＰ１２に移行する。
【００２２】ステップＳＴＰ１２は、開度Ｋｚが最も大きいオートダンパＡＤｚについて、その開度Ｋｍａｘが予め設定された最小開度Ｋ０（例えば８０％）より小さいか否かが判断される。
開度Ｋｍａｘ＜Ｋ０の場合は、全てのオートダンパＡＤｚについて開度Ｋｚ＜Ｋ０となっているから、夫々のオートダンパＡＤｚをもう少しずつ開けば、その分、送風機７の回転数を下げて空調空気４の供給風量を少なくしても適正風速が得られる。
したがって、ステップＳＴＰ１３で空調空気４の風量を所定風量だけ減少させて、ステップＳＴＰ２に戻る。
また、開度Ｋｍａｘ≧Ｋ０の場合は、空調装置４はそれほど無駄なく適正に運転されているので、これ以上供給風量を増減することなく、ステップＳＴＰ１４でその時点における風量センサＳ０の検出風量を記憶して処理を停止する。
【００２３】以上が本発明の構成例であって、次にその制御方法を説明する。
まず、塗装ブース１を起動させると、給気風速制御装置６の処理が開始され、制御対象となる全てのゾーンＴｚについて、例えば入口側から出口側まで、個々のゾーンＴｚごとに前記各風速センサＳｚの検出信号に基づきオートダンパＡＤｚの開度を順次調整する調整操作が実行される。
【００２４】通常運転時は時系列的に天井フィルタ３などが目詰まりを起こすため、各ゾーンＴｚの給気風速ＳＶｚ（ｚ＝１〜ｎ）が設定風速ＤＶｚ（ｚ＝１〜ｎ）より遅くなる傾向にある。
したがって、塗装ブース１の入口側から出口側まで、個々のゾーンＴｚごとにオートダンパＡＤｚの開度が順次開かれていく。
そして、調整操作中に、オートダンパＡＤｚの開度を１００％にしても設定風速が得られないゾーンＴｚがあったときは、風量不足であるから、送風機７の回転数を上げて空調空気４の供給風量を予め設定された所定量だけ増大させる。
このようにして、各ゾーンＴｚの給気風速ＳＶｚが設定風速ＤＶｚに一致するまで前記調整操作を繰り返し実行し、全てのゾーンＴｚについて、給気風速ＳＶｚが設定風速ＤＶｚに一致すれば、適正な風量が得られることになる。
【００２５】また、送風機７の回転数の上昇は、主として天井フィルタ３の目詰りに起因するので、回転数が予め設定された上限値に達した時点で何らかのアラーム信号を出力するようにすれば、天井フィルタ３の交換時期を知ることもできる。
【００２６】また、メンテナンスにより天井フィルタ３を交換した場合は、空調空気の供給系の流路抵抗が小さくなるので、風量が実質的に増大し、各ゾーンＴｚの風速も速くなる。
ここで、給気風速制御を行わせると、塗装ブース１の入口側から出口側まで、個々のゾーンＴｚごとにオートダンパＡＤｚの開度が順次小さくなるように調整そして、全てのゾーンＴｚについて、給気風速ＳＶｚが設定風速ＤＶｚに一致したすれば、適正な風量が得られることになる。
このとき、全てのオートダンパＡＤｚの開度が、予め設定された最小開度より小さくなったときは、空調空気の供給過剰であるから、送風機７の回転数を下げて空調空気４の供給風量を予め設定された所定量だけ減少させる。
したがって、空調装置４からは必要な分だけの空調空気が送給されることとなり、過剰に供給されることがないので、省エネに資する。
【００２７】なお、各ゾーンＴｚの給気風速ＳＶｚは、一つの風速センサＳｚで検出する場合に限らず、各ゾーンＴｚに複数の風速センサを設けて、その平均値を算出するようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、空調装置から各ゾーンに至る空調空気の供給系の流路抵抗が大きくなってもオートダンパの開度が適正に調整され、最大開度まで開いても適正な風速が得られない場合には空調装置の供給風量が増大されるので、人間が煩わしい調整作業を行うことなく全てのゾーンについて空調空気を適正な風速で流下させることができるという大変優れた効果を奏する。
また、全てのオートダンパの開度が予め設定された最小開度より小さくなったときに供給風量を減少させれば、空調装置からは必要な分だけの空調空気しか送給されないので、空調装置の送風機及び温湿度調整に消費されるエネルギーを節約することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る給気付塗装ブースの概略構成図。
【図２】その正面図。
【図３】給気風速制御装置の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１………給気付塗装ブース
Ｗ………被塗物
２………ブース本体
Ｔｚ……ゾーン
３………天井フィルタ
ＳＰｚ…静圧室
ＤＰ……動圧室
ＡＤｚ…オートダンパ
４………空調装置
Ｓｚ……風速センサ
６………給気風速制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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