(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射ノズルから噴射される水溶性塗料によって被塗装物への塗装を行う塗装室と、
前記塗装室に連通し、該塗装室からの排気を行う排気路と、
前記排気路内に配置された１個または複数個の一端が閉止されており、筒部側面と閉止端面とがフィルター面である筒型フィルターであって、略鉛直方向に中心軸が配置され、その開放上端で前記排気路内に固定されている筒型フィルターと、
前記筒型フィルターの外側および内側に配置され、該フィルターの筒部および底面へ散水することで前記筒型フィルターのフィルター面を濡れた状態に維持するフィルター洗浄手段と、
前記排気路の前記筒型フィルターの下流に接続され、排気の一部を前記塗装室内へと再循環させる循環路と、
前記循環路内に配置され、粉塵や残存する未塗着塗料ミストを除去する集塵手段と、
前記循環路内の前記集塵手段より下流側に配置され、塗装室へ送られる空気の温度を調整する温度調整手段と、
を設けたことを特徴とする排気循環路を備えた水溶性塗料の塗装ブース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水溶性塗料の塗装ブースに関し、特に、給排気系の簡略化が可能な水溶性塗料の塗装ブースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業場周囲環境や近隣の汚染防止や環境衛生の保持、塗膜品質の確保等の目的達成のため、塗装室内で被塗装物への塗装作業を行い、ブース内で発生した未塗着塗料ミストを含む汚染空気を排出する塗装ブースが知られている。
【０００３】
ブース内での未塗着塗料ミストの発生を完全に抑制することは困難であるため、従来は、汚染空気中に含まれる未塗着塗料ミストを、バッフルプレート、フィルター等による乾式捕集や水洗式、渦流式などの湿式捕集により除去したうえで、外部へと放出し、ブース内には新たに清浄空気を導入していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
塗装室を用いた塗装作業においては、塗膜品質を一定に確保するため、塗装室内の雰囲気を一定条件に維持する必要がある。従来は、清浄空気を導入するため、場合によっては、加湿、加温システムを要し、特に冬場においてはその加湿、加温のための光熱費が増大してしまうという問題があった。
【０００５】
また、従来の乾式、湿式いずれの捕集方式も未塗着塗料ミストの捕集効率は十分ではなく、排気中に未塗着塗料ミストが残存するためにこれを塗装室に循環させることは困難であり、排気の処理も問題であった。
【０００６】
そこで、本発明は、簡単な構成で塗装室からの排気のリサイクルを可能とし、給排気系の簡略化が可能な水溶性塗料の塗装ブースを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る水溶性塗料の塗装ブースは、(1)噴射ノズルから噴射される水溶性塗料によって被塗装物への塗装を行う塗装室と、(2)この塗装室に連通し、該塗装室からの排気を行う排気路と、(3)この排気路内に配置された１個または複数個の一端が閉止されており、筒部側面と閉止端面とがフィルター面である筒型フィルターであって、略鉛直方向に中心軸が配置され、その開放上端で排気路内に固定されている筒型フィルターと、(4)筒型フィルターの外側および内側に配置され、該フィルターの筒部および底面へ散水することで筒型フィルターのフィルター面を濡れた状態に維持するフィルター洗浄手段と、(5)排気路の筒型フィルターの下流に接続され、排気の一部を塗装室内へと再循環させる循環路と、(6)循環路内に配置され、粉塵や残存する未塗着塗料ミストを除去する集塵手段と、(7)循環路内の集塵手段より下流側に配置され、塗装室へ送られる空気の温度を調整する温度調整手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、排気路内に配置されている筒型フィルターをフィルター洗浄手段により常時濡れた状態に維持することで、高い捕集効率を確保することが可能である。この結果、筒型フィルター通過後の排気中に残存する未塗着塗料ミストの濃度が少なく、これをブース給気として再利用することが可能である。排気を再利用することで、加湿装置が不要となり、温度調整手段も能力の低いもので足り、設備コスト、ランニングコストを低減できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明に係る実施形態である水溶性塗料の塗装ブース１の全体構成を示す概略図である。
【００１０】
塗装ブース１を構成する塗装室１０内には、内部に被塗装物１４（例えば、電気製品、自動車、建設資材、その他の各種の機械製品や日用品等）を吊り下げて順次搬送するオーバーヘッドコンベア（以下、単にコンベアと呼ぶ）１２が配置されている。ここで、被塗装物１４は、図１における紙面裏側から搬入され、塗装処理後、紙面表面側へと搬出されるものとする。塗装室１０のコンベア１２の側方（図では右側）には、被塗装物１４に水溶性塗料を霧状にして吹き付ける塗料噴射装置１６が配置されている。この塗料噴射装置１６は、任意の位置に移動可能な噴射ノズル１６ａを有しており、被塗装物１４の噴射ノズル１６ａ側の全面に塗料を吹き付けることが可能である。
【００１１】
塗装室１０の上面には、給気ファン１８が１つまたは複数個（図では２列）配置されており、この給気ファンの１８の給気側は後述する循環路４０へと接続されることで、塗装室１０内の空気を循環使用している。
【００１２】
コンベア１２を挟んで塗料噴射装置１６と対向する側の壁面２０ａ上には、ウォーターカーテン２０が形成されている。このウォーターカーテン２０は、金属板等で構成される壁面２０ａの上部に配置された供給ノズル２０ｂから捕集液を散水し、壁面２０ａに沿って膜状に流下させることで形成される。
【００１３】
塗装室１０の床部のウォーターカーテン２０側には、ウォーターカーテン２０を流下してきた捕集液を貯留する捕集液槽２２が設けられている。そして、この液槽２２とウォーターカーテン２０が形成される壁面２０ａの下端との間には隙間２４が設けられ、液槽２２はこの隙間２４より壁面２０ａの裏側まで伸び、その先にはＵ字状の堤２２ａが配置されている。液槽２２の下端はバルブ２２ｂを介してブース水槽２６へと接続されている。
【００１４】
ブース水槽２６は、さらに捕集液中から水溶性塗料を回収する塗料リサイクル装置２８に接続されており、塗料リサイクル装置２８は、ブース水から未塗着塗料を分離する分離装置２８ａと分離後のろ液を貯留するろ液槽２８ｂを有している。ここで、分離装置２８ａとしては、限外ろ過膜や特開平８−２９９９６４号公報に開示されているような電解式分離装置を使用することができる。また、水槽内に中空式の筒型フィルターを多数配置し、内側に補集液を通過させつつ、水槽を振動させることで分離を行う振動式ろ過フィルターを用いてもよい。
【００１５】
壁面２０ａの裏側は排気路３０を構成しており、排気路３０中には、順に塩化ビニル樹脂・ＳＵＳ等からなる邪魔板３２、筒型フィルター３４、排気ファン３６が配置されている。ここで、図２、図３を参照して筒型フィルター３４の構成についてより詳細に説明する。
【００１６】
図２に示されるように複数の筒型フィルター３４（ここでは３個）はその上端が排気路３０内に固定されている羽目板３５に取り付けられることで固定されている。
【００１７】
図３は個々の筒型フィルター３４の構成を示す斜視図である。筒型フィルター３４は略円筒形で、その側面３４ｃと底面３４ｕがフィルター構造をなしている。このフィルター構造は、排気が容易に通過し得る程度の通気性を有すると同時に、後述する洗浄水が流下し得る程度の通水性を有している必要がある。例えば、ナイロン繊維フィルターを使用した場合は、密度０．０１〜０．５ｋｇ／ｍ3程度のものを厚み１０〜５０ｍｍで使用することが好ましい。
【００１８】
筒型フィルター３４は、排気路３０を横断する形で遮蔽するフィルターを設置した場合と、フィルターの通過面積が同一以上になるように個数、径、高さを設定ることが好ましい。すなわち、図２に示されるように、羽目板３５の幅をｗ、長さをｌ、筒型フィルター３４の半径をｒ、高さをｈ、その個数をｎとすると、
ｎπｒ（ｒ＋２ｈ）≧ｗｌ
の関係が成立するよう個数、径、高さを設定することが好ましい。例えば、羽目板３５の幅ｗが１ｍ、長さｌが５ｍ、筒型フィルター３４の半径ｒが１５０ｍｍ（３００ｍｍφ）、高さｈが５００ｍｍの場合、ｎ≧９．２３であり、１０個以上とすることが好ましい。筒型フィルター３４をこのように多数個配置する必要がある場合は、図示されるように一列に配置するだけでなく、千鳥状あるいは格子状に配列してもよい。
【００１９】
筒型フィルター３４の外側にはリング状に配管３７ｌが配置され、配管３７ｌ上には筒型フィルター３４の側面３４ｃの外側上部に向けて散水するノズル３７ｎが複数個配置されて、筒型フィルター３４の外側からの洗浄装置３７を構成している。また、筒型フィルター３４内には、その中心軸に沿って鉛直下方に延びる配管３８ｌが配置されており、この配管３８ｌ上には、筒型フィルター３４の側面３４ｃおよび底面３４ｕに内側から散水するノズル３８ｎが複数個配置され、筒型フィルター３４の内側からの洗浄装置３８を構成している。
【００２０】
ブース水槽２６と塗料リサイクル装置２８との間の配管上には、ブース水槽２６側からバルブ２６Ｖ1、ポンプ２６Ｐ、バルブ２６Ｖ2、バルブ２８Ｖが配置され、バルブ２６Ｖ2とバルブ２８Ｖの間で分岐されて、分岐後の配管はバルブ２０Ｖを介してウォーターカーテン２０の供給ノズル２０ｂに接続されるとともに、バルブ３７Ｖを介して洗浄装置３７へと接続される。
【００２１】
一方、塗料リサイクル装置２８のろ液槽２８ｂから延びる配管には、ポンプ２８Ｐが配置され、バルブ２０Ｖに接続されるとともに、バルブ３８Ｖを介して洗浄装置３８へと接続されている。
【００２２】
排気ファン３６の下流側は２つに分岐され、一方に循環路４０が接続され、他方は外気あるいは塗装ブース１が配置されている工場等の室内に開放されている。開放側、循環路４０のそれぞれの側に、ダンパー４１、４２が配置され、循環路４０側には、その下流側、つまり前述した給気ファン１８との間にロール式の乾式フィルター４４と温度調節器４６が配置されている。
【００２３】
フィルター４４には、従来の塗装ブースで給気ファンの入口側に配置されていたのと同様の除塵フィルターを用いることが可能である。また、温度調整器４６としては、気液熱交換器を用い、液側には加温の場合には温水、冷却の場合には冷水を供給し、その流量、温度を調整することで温度調整を行えばよい。
【００２４】
次に、本実施形態における塗装室１０内の空気の循環について具体的に説明する。本塗装ブース１の塗装室１０内では、ダンパー４０、４１それぞれの開度を調整しつつ給気ファン１８と排気ファン３６とを作動させることで、図１に矢印で示されるような気流が形成されている。
【００２５】
ここで、ダンパー４１を閉状態ではなく、一定の開状態に維持することで、塗装室１０内をブース外に対して負圧状態に維持することができる。こうして負圧状態に維持することで、塗料ミストを含む汚染空気が塗装室１０の結合部等の隙間から外に漏れ出すのを効果的に防止することができ、汚染空気を確実に排気路３０側へ導いて処理するが可能となるので好ましい。
【００２６】
塗料噴射装置１６の噴射ノズル１６ａからは水溶性塗料が霧状のミストとして噴霧されるが、このうち、被塗装物１４へ塗着しなかった未塗着塗料ミストは、この気流にのって壁面２０ａ側へと移動する。本実施形態では、壁面２０ａ自体に塗料ミストが付着する可能性があるため、バルブ２６Ｖ1、Ｖ2を開き、ポンプ２６Ｐによって、ブース水槽２６内の補集液をバルブ２０Ｖを介して供給ノズル２０ｂへと供給して、ウォーターカーテン２０を形成することで、未塗着塗料ミストを補集している。
【００２７】
壁面２０ａ側へと形成された気流にのった塗料ミストのうち壁面２０ａに付着しなかった塗料ミストは、そのまま壁面２０ａの下の隙間２４を通過して排気路３０へと導かれ、その際に隙間２４においてスクラバーにより一部塗料水が補集される。排気路３０中では、まず塗料ミストの一部は、後述する筒型フィルター３４から流れ落ちて邪魔板３２上を流下する捕集液によって吸収されて除去される。こうして塗料ミストを吸収した捕集液は最終的には捕集液槽２２へと導かれる。捕集液槽２２に貯留された捕集液はバルブ２２ｂを介してブース水槽２６へと送られ、捕集液として循環使用される。そして、塗料の濃度が所定以上に達するか、色替えの際には塗料リサイクル装置２８に送られて、溶け込んでいる塗料が回収され、再使用される。
【００２８】
塗料ミストを含む排気はさらに筒型フィルター３４を通過する。ここで、外側の洗浄装置３７からの散水は常時行っておくことが好ましい。具体的には、ウォーターカーテン２０を形成するポンプ２６Ｐの作動中、バルブ３７Ｖを開にすることで、ブース水槽２６から捕集液をノズル３７ｎへと供給し、周囲から筒型フィルター３４の側面３４ｃの上部に向けて散水する。散水された捕集液は側面３４ｃ部分のフィルター内部へと浸透し、その内部を流下していく。捕集液の一部は側面３４ｃ部分のフィルターを貫通し、筒型フィルター３４の内部へと到達して最終的に底面３４ｕ部分のフィルターを濡らし、それを通過して滴下される。
なお、上記補集液に代えて純水を用いると、散水後固形物を生じないためさらに好ましい。
【００２９】
このようにして筒型フィルター３４を常時濡れた状態に維持しておくことで、筒型フィルター３４を通過する排気中に残存している塗料ミストは、保持されている捕集液に吸収されるかフィルター自体に捕集されることによってその大部分が除去される。捕集液がフィルターが捕集した塗料ミストを洗い流す効果があるため、捕集液が筒型フィルター３４のフィルター内部に残留することがなくなる。その結果、筒型フィルター３４の捕集効率が低下することがなく、排気の通気抵抗も低く保たれるので、塗装ブース１の運転コストも低減することができる。
【００３０】
また、筒型フィルター３４を採用したことで、平面フィルターの場合と比較してノズル配置に伴う洗浄ムラの発生を抑制することができるとともに、フィルターを常時濡れた状態に維持するために必要な水量が同一の通気面積の場合でも少なくて済むという利点がある。
【００３１】
さらに、筒型フィルター３４自体を濡らしておくために必要な使用水量は、ウォーターカーテン２０を形成するために必要な水量に比べて少なくて済むため、捕集液を循環するためのポンプ、タンクを小型化することも可能となる。このため、設備費やメンテナンス作業等を大幅に低減できる。
【００３２】
こうして塗料ミストが除去された排気は一部がダンパー４１を介して塗装ブース１の外部へと放出される。しかし、大部分はダンパー４２を介して循環路４０へと導かれる。循環路４０へ導かれた排気は、ロール式フィルター４４によって残存する微量の塗料ミストや粉塵等が除去された後、温度調整器４６で温調された後に、給気ファン１８によって再び塗装ブース１０内へと送り込まれる。
【００３３】
本発明によれば、従来の湿式、乾式の捕集方式に比較して高い塗料ミストの捕集効率を達成することができるので、このように塗装ブース１０内の空気を循環させて再使用することが可能となる。また、空気を循環させて使用しているので、外気を供給する場合に比べて調整が必要な温度幅が小さくて済み、温度調整器４６の調整能力が低いもので足り、その運転コストも低減できる。また、加湿装置は原則不要となる。
【００３４】
塗料の色替え前には、さらに、塗料リサイクル装置２８で回収されたろ液をポンプ２８Ｐによって、バルブ３８Ｖを介して筒型フィルター３４内の洗浄装置３８へと供給することで、洗浄装置３８を作動させて、内側からフィルターの洗浄を行うことが好ましい。筒型フィルター３４の内側からろ液にて洗浄を行うことで、フィルター内部に保持されている未塗着塗料ミストを洗い流し、色替え前と色替え後の異なる色の塗料ミストが同時に捕集液に溶け込むのを抑制することが可能となり、色替えを行っても塗料のリサイクルが確実に行える。また、ろ液をウォーターカーテン２０と洗浄装置３７に供給してもよい。
【００３５】
以上の説明では、筒型フィルター３４の形状として真円筒形の場合を例に説明したが、筒型フィルターの断面形状は楕円や多角形それらを組み合わせた形状であってもよい。また、断面は高さ方向で必ずしも一様でなく、徐々に小さくなったり、徐々に拡大する形状をなしていてもよい。
【００３６】
筒型フィルター３４の外側、内側からそれぞれ洗浄を行う洗浄装置３７、３８の配管、ノズルの配置は図３に図示した形態に限られるものではなく、フィルターの濡れ状態を維持し、洗浄効率を達成できる配置であれば様々な配置を採用することが可能であり、外側あるいは内側にのみ配置してもよい。例えば、内側洗浄装置は、羽目板３５上から流下させる形式のものも採用することができる。また、常時散水している必要はなく、間欠式で散水を行っても構わない。
【００３７】
筒型フィルター３４の排気路３０への固定を行う羽目板３５は、図２に示されたような平板に限られるものではなく、筒型フィルター３４の固定部分をすり鉢状にしてもよい。このようにすると、外側の洗浄装置３７を筒型フィルター３４に近づけてできるだけ上側に配置することが容易になる。
【００３８】
また、本発明においては、ウォーターカーテン２０は必須ではなく、例えば、壁面２０ｂに沿って空気を流す空気噴出口を設けたり、壁面２０ｂを単に間欠的に洗浄したり、壁面２０ｂを冷却して結露させることで壁面２０ｂ上に付着した塗料ミストを洗い流すような構成を採ってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排気路に配置された筒型フィルターを常時濡れた状態に維持し、また循環路を設けることにより、塗料ミストの捕集効率、回収効率を高く維持して、塗装室内の空気を循環再使用することができる。これにより、従来、給気の温度、湿度調整に用いていたエネルギーを削減することができ、運転コストを低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水溶性塗料の塗装ブースの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の装置における筒型フィルターの構成を示す斜視図である。
【図３】図１、図２における筒型フィルターの詳細説明図である。
【符号の説明】
１…塗装ブース、１０…塗装室、１４…被塗装物、１６…塗料噴射装置、１８…給気ファン、２０…ウォーターカーテン、２２…捕集液槽、２６…貯水槽、２８…塗料リサイクル系、３０…排気路、３２…邪魔板、３４…筒型フィルター、３５…羽目板、３６…排気ファン、３７、３８…洗浄装置、４１、４２…ダンパー、４４…フィルター、４６…温度調整器。
【図１】
0004588910.tif 000002
【図２】
0004588910.tif 000003
【図３】
0004588910.tif 000004