JP2005334834A - 塗装ブースにおける処理剤自動噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
塗装作業場における塗料等に含まれる悪臭を除去するため消臭剤により中和する方法がある。作業中の消臭剤噴霧を必要なときに、必要な量の消臭剤を自動的に噴霧し、悪臭排気の防止と作業環境を改善する安全な装置を提供する。
【解決手段】
スプレーガンの噴霧エアが、吹付け停止時（全圧）とスプレー時（静圧）で差があることを利用し、設定圧力の低下を検知して開閉するバルブを用い、消臭剤の噴霧装置に供給されるエア回路にこれを設置し、スプレー時のみ消臭剤噴霧装置を作動させて塗装ブース内や排気ダクト内に消臭剤を自動的に噴霧させる。塗装時のみ効果的に消臭剤を噴霧するため経済的で、装置として安全なエアによる作動制御であるため爆発性雰囲気での使用も安心できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は塗装作業において使用する塗料、溶剤等の蒸発により発生する気体が排出された際に生ずる悪臭を緩和し、排気ガスの清浄化を図るなどのため、自動的に処理剤を噴霧もしくは供給する装置に関する。

塗装作業において発生する有機溶剤等の有害ガスは、一般に作業者の安全、環境改善のために塗料ミスト捕集を行ない清浄化空気を排気する塗装ブースによって処理されている。塗装ブースの形態はミスト捕集の手段により種々の形態があるが、気体化したガスは悪臭を伴って排気されるのが一般的である。

悪臭を含む有害ガスを除去する方法に脱臭装置があるが、塗装作業に伴う脱臭装置の場合、処理量が膨大になり経済的に採用するには特殊環境に限定されている。即ち大気汚染防止上あるいは環境衛生上有害とされる基準にかかわらず、排気されるガスの周囲には人的に不快感を抱く異臭がしばしば問題となり、きわめて希薄な有臭ガスに対しても、その除去が必要になり、効率が極めて低下する。したがって環境保全の厳しいところや大規模な投資に見合う脱臭効果が望める比較的濃度の高いガスの除去に用いられている。

前記のように臭気のみが問題となる希薄なガスに対しては、消臭という方法が採られ、一般には薬液等により人的に不快感をもたらす臭気を中和して消臭することが行われる。塗装用ブースの場合、塗料臭の他にも、塗料ミスト捕集に使用する処理水の腐敗が臭気を伴って空気と共に排気されることがあり、処理水に対する腐敗を防止することによって未然に悪臭の排出を防止することも含め消臭の必要性が高く要求されている。

これらの消臭剤や薬液処理剤等の投与は、都度もしくは定期的に実施する必要があるが、作業者の負担をかけず工業的に実施する方法としては自動化が望まれる。自動的に行う方法は、塗装ブースの運転に対して定期的にもしくはタイマー等の設定により投与を行う方法等、既存の自動供給装置の応用が可能である。しかしより効果的な処理剤等の投与は、必要時の把握とその供給にあり、消臭剤をスプレー投与するにおいて公的な方法として、例えば噴霧塗装時とワーク清掃におけるエアブロー時のエア流量の相違を検出して、噴霧塗装時のみ消臭剤を噴霧する技術が提案されている。（特開200３−１１５７号公報）

これらの開示された技術によれば、塗装時即ちスプレーガンにより塗料を噴霧している時のみ消臭スプレーするため、使用するエアの流量が、エアブロー時の流量に比べて塗料噴霧時の流量が少ないことを利用し、あらかじめ両者の流量を設定しておき、流量が少ない塗料噴霧の場合にのみ消臭液をスプレーする信号を出力して消臭剤の無駄な消費をしないようにしたものである。

これらの装置ではエアの流量検知に検知センサーを用い、電磁弁を使用して消臭剤噴霧用のポンプ作動を制御するもので、引火しやすい塗料、溶剤を扱う塗装現場では危険性が残されている。またエアブローとの比較が消臭液のスプレー実施における判断基準になっているため、双方の基準となる流量を設定管理する必要があり、煩雑となって適正な噴霧を維持することに難しさがある。
特開2003-1157

本発明は塗装ブースにおける悪臭の除去を行い、作業環境もしくは外部周囲環境の改善を行うにおいて、消臭剤や必要とする他の処理剤の使用を、塗装作業にあわせて効率的に行ない、かつ塗装作業場において安全に使用できる装置を得んとするものである。より具体的には引火爆発を誘引する電気を使用せずに、塗装ガンの噴霧作動に応じて消臭剤を塗装ブースの排気流に噴霧して消臭する、取扱いの簡便な装置を提供する。

本発明は、電気的制御無しに消臭剤の噴霧を行わせるために、圧縮エアで作動する処理剤噴霧供給装置と供給液管路で接続された噴霧装置を塗装ブースに設置する。前記供給装置を駆動して噴霧装置を作動するエアの供給路に、予め設定した圧力より低下したときに開き、設定圧力以上に復帰したときに閉じる空気作動の制御バルブを配置し，スプレーガンの噴霧エア供給路から分岐させたエアをその制御バルブの操作エア入力に接続し、スプレーガンの噴霧作動時に前記の供給装置を作動させるようにした。

制御バルブは、操作エア圧力の抜気圧力を設定するばねにより、供給された圧力が設定圧力以下では抜気される機構と、前記操作エアの圧力で開閉する弁により噴霧装置の作動エアを供給・停止する手段を備え、設定圧力以下で弁を開き、設定圧力以上に復帰したときに閉じる制御バルブによって、スプレーガンが噴霧停止し吹付け圧が全圧となるか、作業中止で操作エア圧力が供給停止されると、供給装置の作動エアが停止するようにしている。

消臭剤は、好ましくは塗装ブースの排気ダクト内に備えた噴霧ノズルによって、圧縮エアで作動する処理剤供給ポンプより供給され噴霧される。塗装ブースの形態によってはミスト処理室に消臭剤及びもしくは腐敗防止等の処理剤を投入することも可能である。また供給装置から送り込まれる前記消臭剤等を噴霧するノズルに開閉バルブを設けて、前記作動エアにより開閉制御することでも実施可能となる。

本発明によれば、第１に消臭剤等の噴霧に電気的検出制御、作動バルブ等を用いることなく、すべて空気圧による作動を行うために、塗料を扱い引火爆発の可能性のある雰囲気で使用する塗装ブース用の消臭剤噴霧装置として安全に使用が可能となる。

また噴霧を自動的に行ない、噴霧作業を行った時のみ消臭剤に噴霧装置を作動させて消臭剤を悪臭排気部にスプレーして消臭するため、必要最小限の消臭剤使用にとどめることができ経済的にも無駄が防止できる。スプレーの制御は塗装ガンの吹付け空気圧を直接分岐させたエアを制御空気として用い、噴霧作業における圧力変動だけで制御可能のため単純で、安定した制御が継続できる。

詳細を実施例に基づき説明する。図１は本発明の実施における装置一例を示すブロック図であり、塗装ブース１はスプレーガン２により噴霧された塗料のうち被塗装物に塗着しなかった塗料ミストを吸引し捕集する装置で、通常排気ファンにより吸引し、清浄化した空気をダクト３より排出する構造となっている。
この場合、塗料もしくは塗料ミストに含まれる一部の有機溶剤はガスとなってダクトから排気されることになり、臭気という周囲環境への問題を生ずる。ガスの悪臭を除去する方法として有効な消臭剤は排気されるダクト３内に適量噴霧することによって中和され消臭効果が得られる。噴霧は、ノズル４を設け、別途に設けた供給装置５より消臭剤を供給しておこなわれる。

供給装置５は代表的な形態をあげているが、これに限定されることはない。図1では空気作動によるダイアフラムポンプ７が用いられ、吸込み側には別途設けた消臭剤容器６より吸込み管８が接続され、吐出側は供給管９により前記ノズル４に接続されている。ダイアフラムポンプ７の作動はエア源10から制御弁１１を介して供給される作動エアによって駆動される。

一方スプレーガン２は、エア源１０より圧力調整弁１２によって調整された吹付け空気圧が、吹付エア供給路１３により送り込まれ噴霧塗装が行われる。このスプレーガン２に供給される吹付エア供給路１３の途中より制御エア１５を分岐し、制御弁１１のパイロットエア入り口に接続されている。
制御弁１１は導入されたパイロットエアの圧力を受けて作動し、設定された圧力以下になるとこのパイロットエアを抜気して作動を切り替え、エア通路を切り替えるバルブで、前記設定圧力は、ばね圧縮を調整できるねじを備え、これを受けるダイアフラムにかかる圧力とのバランスにより調整されるもので、その構成の一例を図２に示す。

図２に詳細例を示す制御弁１１は、入口Ａ、入口Ｂと出口Ｃを設け、通常は入口Ａがバルブ２１によって出口Ｃと遮断され、入口Ｂが出口Ｃと連通している。バルブ２１を開放するピストン２２が設けられており、このピストン２２はダイアフラム２３によって押さえられ、ダイアフラム室２４に圧縮空気が導入されると図２で下方に作動し前記バルブ２１を開放して前記入口Ａと出口Ｃを連通し、入口Ｂと出口Ｃとを遮断する構成となっている。

ダイアフラム室２４はもう１つのダイアフラム２５の室２６と連通して作用しており、このダイアフラム２５は設定ばね２７を反対側に設け、室２６に導入された圧力によって変位する。またダイアフラム２５の中心には抜気孔２８が設けられ、ボール２９が設定ねじ３０の押し込みによって押さえられた時に閉じ、設定ねじ３０を緩めると開放される。抜気孔２８の位置は前記ダイアフラム２５の関係で変位するため抜気圧力を調整することができる構成となっている。
したがってダイアフラム室２４に導入したパイロットエアが設定値より低下すると、ダイアフラム２５にかかっていた圧力に比べばね２７が強くなって、抜気孔２８は下方に変位し、パイロットエアは抜気されてダイアフラム２３とピストン２２が上昇し、バルブ２１によって入口Ｂと出口Ｃが連通されることになる。

以上の構成により、圧力調整弁で調整された圧縮エアはスプレーガン２に送り込まれ、停止時には全圧がかかっている。この状態で供給路１３より分岐したパイロットエアは図２のパイロットエア入り口に導入され、ダイアフラム室２４に入った圧力がピストン２２によってバルブ２１を押し下げ、入口Ｂと出口Ｃは遮断されている。したがって供給装置及び噴霧ノズルへの圧縮エアは供給されていない。

スプレーガンが吹付けを開始すると吹付エア供給路１３内の圧力が低下する。すなわち吹付エア供給路１３内は、配管の仕様や使用条件によって異なるが、流路の抵抗を受けることによって圧力降下が生ずる。このとき制御弁のダイアフラム室２４の圧力も低下し、ばね２７の押し圧力が勝りダイアフラム２５を下げ、ボール２９に押さえられていた抜気孔２８が開き、室２６の圧縮エアは抜気され、同時に連通しているダイアフラム室２４の圧力が下がってピストン２２は上昇する。

したがってバルブ２１は上昇し、入口Ａと出口Ｃとを遮断し、入口Ｂと出口Ｃを連通する。これによって出口Ｃから供給装置５に送られた圧縮エアでダイアフラムポンプ７が作動し、消臭剤容器６内の消臭剤をノズル４に供給を開始する。同時にノズル４によって消臭剤の噴霧を開始する。消臭剤は塗装ブースの排気ダクト内に噴霧され排気に含まれる悪臭を中和して、不快感のない排気を行う。スプレーガン２を停止すると再び吹付エア供給路１３内の圧力が上昇し、制御弁は抜気孔２８を閉止して前記流路の切り替えを行ない，出口Ｃからの作動エアの供給を遮断して供給装置５とノズルからの噴霧作動を停止する。

以上のように本発明ではスプレーガンの作動による吹付エア供給路１３内の圧力変動により切り替えられる制御弁を用い、噴霧塗装時のみ消臭剤のノズルを作動させてスプレーを行うことができる。したがって悪臭の原因となる塗料の噴霧時のみ消臭剤を効率よく使用できる。しかもすべての作動がエアによるもので、安全に使用することができる。

以上構成する装置を用いて消臭剤を塗装ブースのダクト内に噴霧して、その効果を確認した。ダイアフラム式ポンプはエア駆動により容器内の消臭剤を吸い込み、ノズルに圧送供給するもので、供給圧力を設定して噴霧量を調整できる一般的に公知のポンプが使用された。ノズルは同じく圧縮エアの供給が行われるとエアピストン等の作動により弁を開き噴霧が行われる構成で、塗装用スプレーガンと同様の構造の装置が使用された。

図１の場合、制御弁１１より作動エアを送りポンプ７を作動させて消臭剤を供給すると共に、ノズル４に霧化エアを送り噴霧する構成としているが、霧化エアを使用せずにポンプの供給圧力による噴霧化ノズルを使用しても、図３に示すように消臭剤を常時ノズル４まで供給しておき、制御弁１１からの作動エアの供給によりノズル４に付帯させた作動ピストン４１により弁を開放し噴霧を行うように構成しても良い。この場合作動用の供給エアを噴霧化エアとしても使用し、前記エア霧化方式のスプレーガンをノズルとして用いるなど既存技術の範囲で種々展開して噴霧状態を選択することが可能である。

実際の塗装作業におけるスプレーガンの吹付け圧力が３００キロパスカルで行われる場合、停止により全圧がかかると２０キロパスカル程度上昇する。制御弁の精度は１０キロパスカルの差で確実に切り替えが可能であり、スプレーガンのＯＮ−ＯＦＦ動作に連動して消臭剤の噴霧・停止を繰り返し実施することが確認された。小形のスプレーガンを使用して空気使用量が少なく停止時と噴霧時の差圧がより少ない場合は配管をこれにあわせて細くするなど配管抵抗による圧力効果を適度に得られるようにすればよく、また精度の高い制御弁を用いるなど既存の製品を活用して適合させればよい。

実施の一例を示すと、消臭剤は例えば、ファイン・ツー社製のＦ１１８Ｄ＃１０で、５０倍に希釈した液を、通常の塗装作業において１分間あたりの噴出量５０ｃｃの割合で噴霧した。実験的に１分間あたり約７０ｃｃの塗料噴霧粒子を、１分間あたり100立方メートルの排気量で運転される塗装ブースに吸引させ、排気ダクトから排出される臭気を観察した結果、殆んどの人が臭気を感じない程度に改善された。使用する塗料や条件によって噴霧量は異なるが、ノズルの噴出仕様を調整することによって適正に設定することは容易に可能である。

本発明の実施例では塗料のスプレーと同期して消臭剤の噴霧をするため停止後に排気される溶剤臭気の問題が懸念されたが、塗装ブース吸引後の風速が早く、殆んど余臭は感じられなかった。ダクト長などにより影響が出る場合は、サージタンク等を作動エア配管内に設けるなどして消臭剤噴霧の遅れを設定することも可能である。

これまでは消臭剤の噴霧を主に述べてきたが、スプレーガンの噴霧に連動して他の薬液剤を散布もしくは噴霧する場合に本発明を利用することが可能である。例えば噴霧塗装に応じてミスト捕集用の処理水に適度な腐敗防止剤を投入したり、取り込んだ塗料の凝集剤を投入することによって、塗料使用量に応じて決められる薬液投与量を自動的に適量供給することができる。

本発明における一実施例の概略を示す構成ブロック図である。 圧力差によって流路を切り替える制御弁の構造断面図である。 他の実施例を示す構成ブロック図である。

符号の説明

１ 塗装ブース
２ スプレーガン
３ ダクト
４ ノズル
５ 供給装置
６ 消臭剤容器
７ ダイアフラムポンプ
８ 吸込み管
９ 供給管
１０ エア源
１１ 制御弁
１２ 圧力調整弁
１３ 吹付エア供給路
１５ 制御エア
２１ バルブ
２２ ピストン
２３ ダイアフラム
２４ ダイアフラム室
２５ ダイアフラム
２６ 室
２７ ばね
２８ 抜気孔
２９ ボール
３０ 設定ねじ
４１ 作動ピストン
Ａ、Ｂ 入口
Ｃ 出口

Claims (3)

1. 圧縮エアで作動する処理剤噴霧供給装置と供給液管路で接続された噴霧装置を、塗装ブースに設置し、前記供給装置もしくは噴霧装置を作動するエアの供給路に、予め設定した圧力より低下したときに開き、設定圧力以上に復帰したときに閉じる制御バルブを配置し，塗装用スプレーガンの噴霧エア供給路から分岐させたエアを前記制御バルブの操作エア入力に接続してなる塗装ブースにおける処理剤自動噴霧装置。
2. 制御バルブが、導入される操作エア圧力を受けて開閉する弁を有し、前記操作エア圧力が予め設定するばねの抗力を受けて、設定圧力以下では抜気孔が開放して操作エア圧力が抜気される機構を有し、設定圧力以下で弁を開き、設定圧力以上に復帰したときに閉じる制御バルブである請求項1の処理剤自動噴霧装置。
3. 処理剤が消臭剤であって、噴霧装置が圧縮エアで作動する処理剤供給ポンプと塗装ブースの排気ダクト内に噴霧するノズルを備えている請求項1又は請求項２の処理剤自動噴霧装置。
   

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