(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機を塗装する航空機塗装設備において，
航空機胴部の上方に排気口と該排気口に向けて空気を吐出するノズルを設け，
航空機胴部の長手方向に沿って配置される一対の仕切部材を前記ノズルの両側に配置し，これら仕切部材の間において前記ノズルが前記排気口に向けて空気を吐出し，
航空機胴部の下方から暖気を立ち上らせ，航空機胴部の上方で排気することにより，航空機胴部周囲に沿って暖気を移動させて機体を加熱することを特徴とする，機体加熱方法。
【請求項２】
航空機塗装設備の床の排気口または排気チャンバを蓋体で塞ぎ，その上に放熱器を載置することを特徴とする，請求項１に記載の機体加熱方法。
【請求項３】
航空機を塗装する航空機塗装設備において，
航空機胴部の下方に温熱源を設けると共に，航空機胴部の上方に排気口と該排気口に向けて空気を吐出するノズルを設け，
航空機胴部の長手方向に沿って配置される一対の仕切部材を前記ノズルの両側に配置し，これら仕切部材の間において前記ノズルが前記排気口に向けて空気を吐出し，
航空機胴部の下方から暖気を立ち上らせ，航空機胴部の上方で排気することにより，航空機胴部周囲に沿って暖気を移動させて機体を加熱することを特徴とする，機体加熱装置。
【請求項４】
前記温熱源は放熱器であり，この放熱器を航空機胴部の下方において航空機胴部の長手方向に沿って配置すると共に，前記排気口及びノズルを航空機胴部の上方において航空機胴部の長手方向に沿って配置したことを特徴とする，請求項３に記載の機体加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，航空機塗装設備における機体加熱方法と機体加熱装置に関し，特に冬期など気温の低い時期に気体を加熱して良好な塗装環境を維持する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，格納庫などに航空機を格納し，静電塗装などによって航空機の塗装が行われている。かかる場合に利用される航空機塗装設備について，例えば特公平６−３６８９６号，特許第２６９３１７７号，特開平１−１７５５９９号などが開示されている。これらに開示された航空機塗装設備では，航空機胴部の周辺を強制的に換気して気体周囲に浮遊する有機溶剤や塗料のミストなどを除去することにより，作業環境の向上をはかっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，冬期など気温の低い時期に航空機の塗装作業を行う場合，機体が低温になるため塗料が乾きにくく，凍結したり塗料液だれを引き起こす心配がある。そこで機体を加熱し，かかる問題を回避することが必要となる。しかしながら，例えば前述した従来の航空機塗装設備などにおいて気体に暖気を直接吹き付けて加熱するのでは，風量を相当に多くしなければならなくなり，また風速も速くする必要がある。しかも，気体に吹き付けられた暖気はプルーム（熱上昇流）となって上方に逃げてしまうため，効率良く気体を加熱するのは困難であり，エネルギーのロスが著しい。また例えば，機体全体に暖気を万遍なく吹き付けるためには多数の吹出し口を設置しなければならず，各吹出し口に暖気を搬送するダクトルートも複雑となり，設備コストが高騰してしまう。
【０００４】
従って本発明の目的は，簡易な構成でありながら航空機胴部を効率よく低コストで加熱できる手段を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために，本発明にあっては，航空機を塗装する航空機塗装設備において，航空機胴部の上方に排気口と該排気口に向けて空気を吐出するノズルを設け，航空機胴部の長手方向に沿って配置される一対の仕切部材を前記ノズルの両側に配置し，これら仕切部材の間において前記ノズルが前記排気口に向けて空気を吐出し，航空機胴部の下方から暖気を立ち上らせ，航空機胴部の上方で排気することにより，航空機胴部周囲に沿って暖気を移動させて機体を加熱することを特徴とする，機体加熱方法である。
【０００６】
この機体加熱方法にあっては，航空機胴部の下方から立ち上った暖気は，航空機胴部周囲に沿って移動し上昇した後，航空機胴部の上方で排気される。このように航空機胴部周囲に沿って暖気を移動させることにより，航空機胴部を少ない量の暖気で効率よく加熱することが可能となる。
【０００７】
また，本発明にあっては，航空機を塗装する航空機塗装設備において，航空機胴部の下方に温熱源を設けると共に，航空機胴部の上方に排気口と該排気口に向けて空気を吐出するノズルを設け，航空機胴部の長手方向に沿って配置される一対の仕切部材を前記ノズルの両側に配置し，これら仕切部材の間において前記ノズルが前記排気口に向けて空気を吐出し，航空機胴部の下方から暖気を立ち上らせ，航空機胴部の上方で排気することにより，航空機胴部周囲に沿って暖気を移動させて機体を加熱することを特徴とする，機体加熱装置である。
【０００８】
本発明において，温熱源としては，例えばベースボード放熱器（ｂａｓｅｂｏａｒｄ  ｈｅａｔｅｒ）の如き対流放熱器などが好適に用いられる。また温熱源として，航空機胴部下方に加熱された空気（暖気）を給気するように構成しても良い。航空機胴部上方に配置される排気口は，例えば航空機塗装設備の天井などに設置されていても良い。空気を吐出するノズルとしては，例えばジェットノズルや，あるいはパンカールーバ形吹き出し口（ｐｕｎｋａｈ  ｌｏｕｖｅｒ  ｔｙｐｅ  ｏｕｔｌｅｔ）などのような吹き出し方向が可変のノズルを用いても良い。
【０００９】
この機体加熱装置にあっては，航空機胴部の下方に設けられた温熱源によって発生させられた暖気が，プルーム（熱上昇流）となって航空機胴部に向かって立ち上って行き，航空機胴部の周囲に供給される。また一方で，航空機胴部の上方に設けられた排気口から排気することにより，航空機胴部の周囲に供給された暖気は，排気口に向かって排気されていく。その際，航空機胴部の上方に設けられたノズルから排気口に向けて空気を吐出することにより，暖気の流れはより確実に排気口に向かうようになる。この機体加熱装置によれば，航空機胴部の下方に設けられた温熱源から暖気のプルームを生じさせ，航空機胴部の上方で排気し，更にノズルから排気口に向けて空気を吐出することにより，航空機胴部の下方から立ち上った暖気は，ノズルからの吹出気流の誘引効果によって，航空機胴部周囲に沿って移動して上昇した後，航空機胴部の上方で排気されるようになる。このように航空機胴部周囲に沿って暖気を移動させることにより，航空機胴部を少ない量の暖気で効率よく加熱することが可能となる。
【００１０】
前記温熱源は放熱器であり，この放熱器を航空機胴部の下方において航空機胴部の長手方向に沿って配置すると共に，前記排気口及びノズルを航空機胴部の上方において航空機胴部の長手方向に沿って配置することが好ましい。そうすれば，温熱源や排気口及びノズルが配置された範囲において航空機胴部を同時に加熱することができるようになる。この場合，放熱器や排気口及びノズルを航空機胴部の全長に渡って配置すれば，航空機胴部全体を同時に加熱するようなことも可能となる。
【００１１】
一方，航空機塗装設備では有機溶剤や塗料のミストなどの飛散防止のため，機体胴部の長手方向に沿って気体両側にカーテン等を垂下させることがある。このようにカーテンで包まれた空間内において航空機胴部下方から暖気を立ち上らせた場合，航空機胴部の表面とカーテンの間隔が最小となる部位（機体中心高さ近傍）においてプルームがカーテンに付着し，そのままカーテンに沿って上に流れてしまうことがある。特に航空機胴部の表面とカーテンとの最小間隔に対してプルーム厚みが相応の比（例えば５０％以上）となるときは，コアンダ効果によって暖気がカーテン側に逃げ，機体を包み込む暖気流を好適に形成できない心配がある。そこで，特に機体胴部の両側にカーテン等を垂下させたような場合などにおいては，航空機胴部の長手方向に沿って配置される一対の仕切部材を前記ノズルの両側に配置し，これら仕切部材の間において前記ノズルが前記排気口に向けて空気を吐出するように構成することが好ましい。そうすれば，ノズルからの空気の吐出により仕切部材の間の空間内に強制的に上昇流を生じさせることにより，カーテン側に逃げようとするプルームを仕切部材の間に引き込むことができるようになる。これにより，プルームを排気口に向けて流すことができ，暖気を航空機胴部周囲に沿って移動させて気体を効率よく加熱することが可能となる。なお仕切部材として，例えば厚めのビニールシートを航空機塗装設備の天井などから垂設するようにしても良い。またノズルの両側に配置される仕切部材同士の間隔（仕切部材の間に形成される空間の間隔）は，体胴部の幅よりも狭くするのが良い。また仕切部材の下端位置が，ノズルの吐出口よりも下方となるように構成することが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は，航空機ａを格納し塗装や整備などを行う航空機塗装設備の内部を表しており，この航空機塗装設備の内部には，本発明の好ましい実施の形態にかかる機体加熱装置１が設置されている。図２は，図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【００１３】
航空機塗装設備内に格納された航空機ａの下方には温熱源としての放熱器１０が設けられている。この放熱器１０は，例えばベースボード放熱器（ｂａｓｅｂｏａｒｄ  ｈｅａｔｅｒ）などで構成されており，周囲の空気を昇温させることにより，暖気の上昇流（プルーム）を発生させるようになっている。放熱器１０は航空機ａの胴部ａ’の真下の位置において，例えば航空機塗装設備の床面上などに設置され，航空機胴部ａ’の長手方向ｂに沿って配置されている。また図示の形態では，放熱器１０は，航空機胴部ａ’の全長に渡って下方に配置されており，後述するように，航空機胴部ａ’の全長に同時に暖気を供給できるように構成されている。
【００１４】
航空機胴部ａ’の上方には，排気口１１とノズル１２が互いに対向する位置関係をもって設けられている。排気口１１は航空機ａの胴部ａ’の真上に配置されており，図示の例では，航空機胴部ａ’の長手方向ｂに沿って複数箇所に直列に排気口１１が設置されており，各排気口１１には排気ダクト１５が接続されている。そして，この排気ダクト１５を通じて給気を行うことにより，航空機胴部ａ’の上方において各排気口１１から排気を行うように構成されている。また図示の形態では，航空機胴部ａ’の全長に渡って上方に複数の排気口１１を所定の間隔で直列に配置することにより，航空機胴部ａ’の全長上方において排気できるように構成されている。
【００１５】
ノズル１２は，航空機ａの胴部ａ’の真上であって排気口１１よりも低い位置に配置されており，図示の例では，航空機胴部ａ’の長手方向ｂに沿って複数箇所に直列にノズル１２が設置されている。また，各ノズル１２には給気ダクト１６が接続されている。そして，図示しない送風機から圧送された空気をこの給気ダクト１６を通じて各ノズル１２に供給することにより，各ノズル１２は上方に配置された排気口１１に向けて上向きに空気を吐出するようになっている。ノズル１２は，例えばパンカールーバ形吹き出し口（ｐｕｎｋａｈ  ｌｏｕｖｅｒ  ｔｙｐｅ  ｏｕｔｌｅｔ）などで構成され，吹き出し方向を変られるようになっている。ノズル１２としてジェットノズルを用いても良い。各ノズル１２の吐出口は航空機胴部ａ’の頂点から所定の距離離れて上方に配置されており，例えば航空機胴部ａ’の頂点の高さが６ｍ程度である場合に対し，図２に示すように，航空機胴部ａ’の頂点からノズル１２の吐出口（図示の例ではノズル１２の上端）までの高さｈが約５００ｍｍになるようにノズル１２を配置すると良い。また図１に示すノズル１２の設置間隔Ｌは，例えば航空機胴部ａ’の最大幅Ｍ（図２に示す）が約６ｍの場合，口径３００ｍｍ程度のノズル１２であれば，約１．５ｍが好ましく，航空機胴部ａ’の長手方向ｂに沿って複数のノズル１２を約１．５ｍ間隔で１台程度ずつ直列に設けると良い。そして，図示の形態では，航空機胴部ａ’の全長に渡って上方に（排気口１１よりも下方に）複数のノズル１２を直列に配置することにより，航空機胴部ａ’の全長上方において上向きに空気を吐出できるように構成されている。
【００１６】
また航空機胴部ａ’の上方には，航空機胴部ａ’の長手方向ｂと平行な一対の仕切部材１３，１３が，航空機胴部ａ’の真上にあるノズル１２の両側に対向して配置されている。航空機胴部ａ’の上方において全長に渡って直列に配置された各ノズル１２を両側から挟むように一対の仕切部材１３，１３が設けられており，これら仕切部材１３，１３同士の隙間の中央に各ノズル１２が位置するように構成されている。そして各ノズル１２は，これら仕切部材１３，１３の間の空間において前述の排気口１１に向けて上向きに空気を吐出するようになっている。これら仕切部材１３，１３は，例えば厚めのビニールシートなどからなる。また図２に示すように，仕切部材１３，１３同士の間隔Ｎは，航空機胴部ａ’の最大幅Ｍよりも狭くするのが良い。また仕切部材１３の下端位置１３’は，ノズル１２の吐出口（ノズル１２の上端）よりも下方となるように構成することが望ましい。
【００１７】
そして，これら排気口１１及びノズル１２と仕切部材１３，１３は，例えば航空機塗装設備の天井に対し，直接あるいは適当な部材などを介して取り付けられることにより，航空機胴部ａ’の上方の所定の位置にそれぞれ配置されている。
【００１８】
さて，以上のように構成された本発明の実施の形態にかかる機体加熱装置１を備えた航空機塗装設備に航空機ａを格納し，航空機胴部ａ’の下方に配置した放熱器１０により周囲の空気を加熱昇温させる。また一方で，航空機胴部ａ’の上方に配置された排気口１１によって排気を行い，更に航空機胴部ａ’の上方に設けられたノズル１２から排気口１１に向けて空気を上向きに吐出する。すると図２に示すように，航空機胴部ａ’の下方において放熱器１０の加熱により発生した暖気が上昇流（プルーム）２０となり，航空機胴部ａ’の底部に向かって立ち上って行き，やがて航空機胴部ａ’の周囲に供給される。こうして航空機胴部ａ’の周囲に供給された暖気の上昇流２０は，更に航空機胴部ａ’の周囲に沿って移動して上昇した後，仕切部材１３，１３同士の隙間を通り排気口１１に向かって排気されていく。その際，航空機胴部ａ’の上方に設けられたノズル１２から排気口１１に向けて空気を上向きに吐出して，仕切部材１３，１３同士の隙間において上昇流を生じさせることにより，暖気の上昇流２０を確実に仕切部材１３，１３同士の隙間に引き込んで排気口１１に向かって排気できるようになる。
【００１９】
このように実施の形態の機体加熱装置１によれば，航空機胴部ａ’の周囲に沿って暖気を移動させることにより，航空機胴部ａ’をなるべく少ない量の暖気で効率よく加熱することが可能となる。特に図示の機体加熱装置１にあっては，航空機胴部ａ’の全長に渡って下方に放熱器１０を直列に配置し，上方に排気口１１とノズル１２をそれぞれ直列に配置しているので，航空機胴部ａ’の全長に渡って同時に暖気を供給でき，航空機胴部ａ’全体を万遍なく加熱することができるようになる。
【００２０】
ここで，以上のような航空機塗装設備において航空機胴部ａ’を加熱する場合について，この実施の形態の機体加熱装置１の加熱効率を従来技術と比較すると次のようになる。先ず例えば上方から航空機胴部ａ’に向かって高速ノズル（吸込口に比べ吐出口が半分以下の径のノズル）で温風を吹き出して航空機胴部ａ’を加熱する従来例を試算すると，風量７５ｍ３，吹出し直径４５゜Cのノズルを用い，吹出し風速３０ｍ／ｓ，ノズルから航空機胴部ａ’までの距離が１０ｍのとき，航空機胴部ａ’の表面近傍で１m／s，温度差５゜Ｃを確保するには吹出し温度差Δｔ＝１２５゜Cとしなければならない，一方，この実施の形態の機体加熱装置１によれば，同一の条件下で温度差Δｔ＝４０゜Cとすれば同効果が得られることが試算できた。
【００２１】
ここで，仕切部材１３が特に優位な意義を発揮するのは次のような場合である。即ち，図３に示すように，航空機塗装設備では機体胴部ａの両側に一対のカーテン２５，２５などを垂下させて機体胴部ａの周囲の空間を包み込むことにより，有機溶剤や塗料のミストなどの飛散防止がはかられる。このようにカーテン２５，２５で包まれた空間内において，前述のように航空機胴部ａ’の下方に配置した放熱器１０から暖気を立ち上らせた場合，暖気の上昇流２０は航空機胴部ａ’の底部に達して航空機胴部ａ’の周囲に沿って移動しながら上昇した後，航空機胴部ａ’の表面とカーテン２５との間隔が最小となる部位（機体中心高さ近傍）２６あたりにおいて，コアンダ効果により上昇流２０はカーテン２５の内面に付着し，そのままカーテン２５の内面に沿って上に流れてしまうことがある。そうすると，航空機胴部ａ’の上半部分には暖気が供給されなくなり，航空機胴部ａ’全体を効率よく加熱できなくなってしまう。
【００２２】
しかしながら，この実施の形態の機体加熱装置１によれば，航空機胴部ａ’の上方に設けた仕切部材１３，１３同士の隙間においてノズル１２から排気口１１に向けて空気を上向きに吐出し，強制的に上昇流を生じさせることにより，航空機胴部ａ’の表面からカーテン２５側に離れようとするのに逆らって，暖気の上昇流２０を仕切部材１３，１３同士の隙間に引き込むことができ，暖気を排気口１１に向けて強制的に排気することが可能である。これにより，上昇流２０を航空機胴部ａ’周囲に沿って移動させて航空機胴部ａ’の周囲全体を効率よく加熱できるようになる。
【００２３】
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが，本発明は図示の形態に限定されない。例えば放熱器１０は，航空機胴部ａ’の下方に連続させて配置しても良いが，排気口１１に吸い込まれる暖気が航空機胴部ａ’を包み込める状態となるのであれば，複数の放熱器１０を適当な間隔を開けて直列に配置しても良い。また，既存の航空機塗装設備のように床に排気口や排気チャンバーが設けられているようなものに本発明を適用する場合，冬季などは排気口や排気チャンバーを適当な蓋体で塞ぎ，その上に放熱器を載置するように構成すると良い。そうすれば，加熱の必要のない夏季などは蓋体や放熱器を容易に撤去でき，航空機塗装設備を改修する必要がない。更に，航空機胴部ａ’の下方に設ける温熱源は放熱器に限られず，航空機胴部ａ’の下方に加熱された空気を給気する構成であっても良い。このように加熱空気を給気して航空機胴部ａ’を加熱する構成とした場合，加熱空気の給気ダクトなどの静圧分動力費が放熱器を設置する場合に比べて増すことになるが，既存の航空機塗装設備の床などに設置されている排気ダクト（空気経路）を加熱空気の給気ダクトとして使用すれば，設備費は高騰しない。また航空機塗装設備で生じた有機溶剤や塗料のミストを除去するために，排気ダクト１５に引き込んだ排気を気液接触装置などで浄化してから外部に排気するように構成しても良い。また，ノズル１２には，ノズルとファンを一体化したユニットなどを用いても良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば，航空機胴部周囲に沿って暖気を移動させることにより，航空機胴部を少ない量の暖気で効率よく加熱でき，省エネルギ化を達成できる。また有機溶剤や塗料のミストが飛散しない優れた作業環境を構築することも可能である。加えて，既存の航空機塗装設備を極めて少ない投資で短工期で改修するだけで足り，経済的である。また，例えば航空機胴部全体を同時に効率よく加熱することも可能となる。また，カーテン等が設けられていても，プルームを排気口に向けて流すことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態にかかる機体加熱装置が設置された航空機塗装設備の内部を表す図面である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図３】暖気の上昇流がカーテンの内面に沿って上に流れる状態の説明図である。
【図４】暖気の上昇流が航空機胴部の周囲に沿って上に流れる状態の説明図である。
【符号の説明】
ａ    航空機
ａ’  航空機胴部
ｂ    長手方向
１    機体加熱装置
１０  放熱器
１１  排気口
１２  ノズル
１３  仕切部材
１５  排気ダクト
１６  給気ダクト
２０  上昇流（プルーム）
２５  カーテン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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