JP2011167610A - 塗装用フード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗料ミストの周囲への飛散を抑えて、周辺地域の環境、作業者の作業環境を向上させるとともに、低コストに使用することのできる塗装用フード装置を提供することを目的とする。
【解決手段】フード部２０の前面２１ａ側の開口部２３ａの周囲を囲むように設けられたエアカーテンノズル２５が、フレーム２１の前面２１ａに対し、開口部２３ａの中心側に向けて、θ＝４５〜６０°の角度で傾斜して設けられている。これにより、エアカーテンノズル２５から吹き出す膜状の気流によって形成されるエアカーテンの流れを、開口部２３ａの内方に向いたものとする。
また、フード孔２３の背面２１ｂ側の開口部２３ｂに吸引チューブ２８を設け、フード孔２３から開口部２３ｂを通して外部に出ようとする塗料ミストを捕捉する。
【選択図】図３

Description

本発明は、船舶の船体外板等を塗装するときに用いる塗装用フード装置に関する。

従来、船舶の船体外板の塗装工事は、屋外の建造船ドック或いは修繕船ドックで行われている。このため、風の強さや風向きなど、その時々での気象条件の影響を受け、塗料ミストが周囲に飛散し、周辺地域に被害をもたらすケースが生じている。
そこで、塗料ミスト等の飛散を防止すべく、自走式の台車上に、作業者が立つ作業台と、船体外板に対向させるフードとを設け、塗料を噴射するノズルにより、フード内で塗装を行うことで、塗料ミストの飛散を防ぐものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

さらに、フードの前面側（船体外板に対向する側）にエアカーテンを形成することで、塗料ミストの飛散を防ぐものがあった（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００９−２０２０８０号公報 特開２００５−１６１２８２号公報

しかしながら、フードと船体外板との隙間が大きく開くと、この隙間から外部に塗料ミストが漏れてしまう。このため、例えば特許文献１に記載の技術では、船体外板と一定距離を自動的に保持する構成もある。しかし、このような構成は高コストであり、また、特に船舶の修繕の場合、時間の制約があることから、フードが搭載された台車を作業者が自走させ、作業者の感覚により船体外板とフードとの間隔を調整する方式がまだまだ用いられている。その結果、フードと船体外板との隙間から塗料ミストが漏れてしまうという問題が思うように解決できていないのが実情である。

また、作業者は、フードの背面側（船体外板に対向する側と反対側）の開口部でノズルを備えた塗装ガンを操作するが、フード内の塗料ミストが開口部から作業者側に漏れ、作業者にふりかかってしまうという問題もある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、塗料ミストの周囲への飛散を抑えて、周辺地域の環境、作業者の作業環境を向上させるとともに、低コストに使用することのできる塗装用フード装置を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明の塗装用フード装置は、フード本体と、フード本体の一面側と他面側にそれぞれ開口部を有してフード本体を貫通するフード孔と、一面側の開口部の周囲を囲むように設けられたスリットから、開口部の内方側に傾斜した方向に向けて、膜状の気流を噴出する第一のノズルと、を備えることを特徴とする。
このような塗装用フード装置は、フード本体の一面側を、塗装対象となる船体外板等に対向させて使用する。そして、フード本体の他面側の開口部から、作業者がフード孔内で塗装ガンを揺動させ、一面側の開口部側から塗料を塗装対象に吹き付けて塗装を行う。
このとき、第一のノズルにより、一面側の開口部の周囲を囲むように設けられたスリットから、膜状の気流を噴出させることで、フード本体と塗装対象との間に、膜状の気流からなる、いわゆるエアカーテンを形成することができる。これにより、塗装ガンから塗装対象に塗料を吹き付けるときに周囲に舞う塗料ミストは、膜状の気流により捕捉される。さらに、第一のノズルのスリットから、膜状の気流は開口部の内方側に傾斜した方向に向けて噴出される。これにより、膜状の気流は、塗装対象に向けて流れ、塗装対象の表面で跳ね返った後、開口部の内方側に反射して流れる。このような膜状の気流により、塗装対象の表面で跳ね返った気流が開口部の外方に跳ね返ることもなく、気流によって捕捉された塗料ミストが周囲に拡散してしまうのを抑えることができる。
さらに、第一のノズルからの気流は、スリットから噴出される膜状であるため、複数のノズル孔を間隔を隔てて配列した場合に比較して、塗料ミストを確実に捕捉できる。
ところで、スリットは、フード本体の一面側に対して開口部の中心側に４５〜６０°傾斜した方向に気流を噴出するよう形成するのが好ましい。もちろん、スリットの断面形状により、気流を拡散させて噴出することもできるので、上記の噴出方向の角度範囲は、その拡散度合いに応じて変動し得る。いずれの場合も、スリットから噴出され、塗装対象の表面で跳ね返った気流が開口部の外方に跳ね返るのを抑えるように形成する必要がある。

また、この塗装用フード装置は、他面側の開口部の周囲を囲むように設けられたノズル本体と、ノズル本体に形成され、開口部の内方の雰囲気を吸引する吸い込み口とが形成された第二のノズルをさらに備えることができる。
これにより、作業者が位置する、他面側の開口部において、フード孔の内方の塗料ミストを含んだ雰囲気を第二のノズルで吸い込むことができ、作業者に塗料ミストがふりかかるのを抑えることができる。

さらに、一面側の開口部と他面側の開口部との間に、フード孔の内方の雰囲気を吸引する第三のノズルをさらに備えることができる。

本発明によれば、第一のノズルにより、一面側の開口部の周囲を囲むように設けられたスリットから、開口部の内方側に傾斜した方向に向けて膜状の気流を噴出することで、フード本体と塗装対象との間に、膜状の気流からなるエアカーテンを形成することができる。これにより、膜状の気流は、塗装対象に向けて流れ、塗装対象の表面で跳ね返った後、開口部の内方側に反射して流れる。塗装ガンから塗装対象に塗料を吹き付けるときに周囲に舞う塗料ミストは、膜状の気流により捕捉され、しかも、この気流が開口部の内方側に傾斜しているため、気流によって捕捉された塗料ミストが周囲に拡散してしまうのを抑えることができる。
また、他面側の開口部の周囲を囲むように第二のノズルをさらに備えることで、作業者が位置する、他面側の開口部において、内方の塗料ミストを含んだ雰囲気を吸い込むことができ、作業者に塗料ミストがふりかかるのを抑えることができる。
このようにして、塗料ミストの周囲への飛散を抑えて、周辺地域の環境、作業者の作業環境を向上させることができる。
また、このような塗装用フード装置は、自動制御等により塗装対象との間隔を厳密に一定距離に管理する必要もないことから、低コストに使用することができる。

本実施の形態における塗装用フード装置の側面図である。 フード部を船体外板に対向する側から見た図である。 フード部のフード孔部分における側断面図である。 エアカーテンを形成するノズルの有無、ノズルの角度による周囲への塗料ミストの飛散状況を評価した実施例の結果を示す図である。 エアカーテンを形成するノズルの有無、ノズルの角度による周囲への塗料ミストの飛散状況を評価した実施例の結果を示す図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における塗装用フード装置１０の構成を説明するための図である。
この図１に示すように、塗装用フード装置１０は、地面や床面上、あるいは地面、床面あるいは壁面に敷設されたレール上を自走可能な台車１１上に、作業台１２と、フード部２０とが設けられた構成を有している。

台車１１は、図示しないモータ等によって駆動される自走用の車輪１３と、図示しないシリンダ等を駆動源として作業台１２を昇降させる昇降機構１４と、を備える。

作業台１２は、作業者が立つフロアパネル１５と、フロアパネル１５の外周部から立ち上がって形成された柵１６と、を備える。
また、作業台１２の一側面側には、外方に張り出す支持フレーム１７が一体に設けられている。支持フレーム１７上には、鉛直上方に延びるガイドポスト１８が固定状態で取り付けられている。

フード部２０は、その骨格が、金属製のパイプ材やアングル材等からなるフレーム２１により形成されている。このフレーム２１は、ガイドポスト１８の上端部に、作業台１２から一方の側にオーバーハングして設けられている。フレーム２１は、ガイドポスト１８の上端部に、図示しないピンを介して回動自在に連結され、これによってフード部２０が、ガイドポスト１８への連結部を中心として回動可能とされている。
また、ガイドポスト１８の下端部と、フレーム２１において、ガイドポスト１８の上端部の連結位置とはオフセットした位置との間に、伸縮可能なシリンダ２２が設けられている。このシリンダ２２を、図示しないコントローラで伸縮させることで、フード部２０の作業台１２に対する傾斜角度を調整できるようになっている。ここで、フード部２０は、その下端部２０ａが作業台１２から離間し、上端部２０ｂが作業台１２の中心側に向けて接近するように傾斜可能とされている。

図２、図３に示すように、フレーム２１には、作業台１２に離れた側の前面２１ａと、作業台１２に近い側の背面２１ｂとを貫通するフード孔２３が形成されている。このフード孔２３は、例えば、背面２１ｂ側の開口部２３ｂに対し、前面２１ａ側の開口部２３ａが大きくなるよう、背面２１ｂ側から前面２１ａ側に向けてその開口断面積が漸次拡大して形成されている。

このようなフレーム２１には、前面２１ａ、背面２１ｂ、フード孔２３の内周面２３ｃに加え、外周部の周囲側面２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆが、布やビニール系材料等からなるシート２４によって覆われている。
このように、フレーム２１を金属製のパイプ材やアングル材により形成し、シート２４を布やビニール系材料等で形成することで、フード部２０を軽量なものとすることができる。

図３に示すように、フード孔２３には、前面２１ａに、開口部２３ｂを囲むようにエアカーテンノズル（第一のノズル）２５が設けられている。エアカーテンノズル２５は、フレーム２１の前面２１ａの四辺に沿ってそれぞれ延びる管体２５ａに、管体２５ａが連続する方向（すなわちフレーム２１の前面２１ａの辺に沿った方向）に延びるスリット２５ｂが形成された構成を有している。
ここで、スリット２５ｂは、フレーム２１の前面２１ａに対し、フード孔２３の内方側に向けて、θ＝４５〜６０°の角度で傾斜して形成されている。

エアカーテンノズル２５の管体２５ａには、エアコンプレッサや工場エア供給装置等のエア供給源から送給されるエアが送り込まれる。すると、このエアが、スリット２５ｂから膜状となって吹き出す。このとき、スリット２５ｂからのエアの吹き出し方向が開口部２３ａの中心側に傾斜しているので、開口部２３ａの四辺のエアカーテンノズル２５から吹き出す膜状の気流によって形成されるエアカーテンの流れは、開口部２３ａの内方に向いたものとなる。

また、フード孔２３には、前面２１ａ側と背面２１ｂ側の中間部に、フード孔２３の内部空間の雰囲気を吸引するエジェクタ（第三のノズル）２６が設けられている。本実施形態においては、フード孔２３の上面と側面とに、エジェクタ２６の吸込み口が開口して設けられている。
エジェクタ２６は、エジェクタノズル２６ａの近傍に工場エア等がノズル２６ｂから送り込まれることで、エジェクタノズル２６ａ内が負圧とされ、フード孔２３の内部空間の雰囲気を吸引する。
エジェクタ２６の吸込み口から吸引された雰囲気は、ホース２６ｃを介してエアカーテンノズル２５に送り込まれ、雰囲気中に含まれる塗料ミストはホース２６ｃ内面等への付着により回収される。

さらに、フード孔２３には、背面２１ｂの開口部２３ｂの外周縁部に、吸引チューブ（第二のノズル）２８が設けられている。吸引チューブ２８は、エアカーテンノズル２５と同様、管体２８ａに、その長さ方向に連続するスリット、あるいはその長さ方向に間隔を隔てて形成された複数の貫通孔２８ｂが形成されたものである。このような吸引チューブ２８が、開口部２３ｂにおいて、その周囲の四辺、あるいは互いに対向する左右、または上下の二辺に設けられている。ここで、スリットや貫通孔２８ｂは、開口部２３ｂの内方（中心側）を向くよう形成されている。
吸引チューブ２８の管体２８ａにも、エジェクタ等の負圧発生源が接続されており、負圧発生源で発生する負圧により、スリットや貫通孔２８ｂから、その周囲の雰囲気を管体２８ａ内に吸引する。これにより、背面２１ｂ側の開口部２３ｂにおいて、開口部２３ｂの内方の雰囲気を吸引することができ、フード孔２３内の塗料ミストを吸引できる。
管体２８ａ内に吸引された雰囲気は、エアカーテンノズル２５に送り込まれ、雰囲気中に含まれる塗料ミストは吸引チューブ２８の内面等への付着により回収される。なお、ホース２６ｃや吸引チューブ２８内に付着したミストは定期的な清掃により除去する必要がある。

このような塗装用フード装置１０においては、フード部２０を、船舶外板１００に対向させる。このとき、フード部２０が、船舶外板１００に、１０〜２０ｃｍ程度の間隔を隔てて対向するよう、台車１１を自走させてその位置を作業者が調整する。また、船舶外板１００の傾斜角度に応じ、作業者が図示しないコントローラでシリンダ２２を伸縮操作することで、フード部２０の傾斜角度を調整する。

そして、塗料を噴射するノズルを先端に備えた塗装ガン３０を、フード孔２３内に配し、作業者がこの塗装ガン３０を上下左右に揺動させることで船体外板に塗料を吹き付け、塗膜を形成する。

このとき、フード部２０のフレーム２１の前面２１ａにエアカーテンノズル２５が設けられており、このエアカーテンノズル２５は、フレーム２１の前面２１ａに対し、開口部２３ａの中心側に向けて、θ＝４５〜６０°の角度でエアを噴出するよう傾斜して設けられている。このように、エアカーテンノズル２５のスリット２５ｂからのエアの吹き出し方向が開口部２３の中心側に傾斜しているので、エアカーテンノズル２５から吹き出す膜状の気流によって形成されるエアカーテンの流れは、開口部２３の内方に向いたものとなる。したがって、スリット２５ｂから吹き付けたエアカーテンの流れは、対向する船舶外板１００に当たった後、開口部２３ａの内方に向けて流れる。その結果、塗料ミストが船舶外板１００に当たった後に、外周側に広がるのを防ぎ、塗料ミストの拡散を確実に防ぐことができる。

また、フード孔２３の内部にはエジェクタ２６が設けられ、背面２１ｂ側の開口部２３ｂに吸引チューブ２８を設けたので、フード孔２３の内部、および背面２１ｂ側の開口部２３ｂでフード孔２３内、およびフード孔２３から開口部２３ｂを通して外部に出ようとする塗料ミストを捕捉することができる。

このようにして、塗料ミストの周囲への飛散を抑えることができ、その結果、周辺地域の環境、作業者の作業環境を向上させることができる。しかも、このような塗装用フード装置１０は、簡易な構成であり、作業者が容易に取り扱うことができるものであるため、手間もかからず、低コストに使用することができる。

さらに、フード部２０のフレーム２１は、アルミや鉄からなるパイプ材やアングル材で形成され、シート２４をこれに貼り付ける構成であるので、軽量であり、さらに取扱いの容易性を向上させるとともに、低コスト化を図ることができる。

さてここで、上記エアカーテンノズル２５からエアを吹き出して形成するエアカーテンによる効果を確認したので、その結果を示す。
図１に示した塗装用フード装置１０において、前面２１ａ側のフレーム２１を、縦３５０ｃｍ、横２００ｃｍの長方形とした。そして、フレーム２１の前面２１ａ側の周縁部の四辺に、エアカーテンノズル２５を設けた。このとき、エアカーテンノズル２５のスリット２５ｂは幅０．１〜０．５ｃｍとした。
このような塗装用フード装置１０を、鉛直な塗装面に対し２００ｍｍの間隔で対向させ、塗装ガン３０からウレタン系塗料を２００ＭＰａの圧力で１０秒間噴射して、塗装面に吹き付けた。
このとき、エアカーテンノズル２５から、１）流速５ｍ／ｓでエア（膜状の気流）を噴出させた場合、２）流速９ｍ／ｓでエアを噴出させた場合、３）エアの噴出を行わない場合、の３通りについて、フード部２０外への塗料ミストの拡散状況を確認した。また、１）、２）のそれぞれにおいては、スリット２５ｂの傾斜角度θを、４５、６０、９０°の３通りについて検討した。

これには、フード部２０の上辺の上方５００ｍｍの位置（図３中、符号２００の位置）に、モニタリング用の紙を水平にセットし、１）〜３）のそれぞれにおいて、塗料ミストの付着度合いを評価した。付着度合いの評価には、ミスト付着面積率を求めた。ミスト付着面積率は画像処理で２値化により算出した。

図４、図５にその結果を示す。
この図４、図５のように、３）のエアの噴出を行わない場合に比較して、１）、２）のエアの噴出を行うことで、ミスト付着面積率が顕著に低くなる。さらに、１）、２）いずれの流速においても、スリット２５ｂの傾斜角度θを、４５〜６０°とすることで、ミスト付着面積率が１％以下となる。
すなわち、開口部２３ａの中心側に、４５〜６０°傾斜させてエアを吹き出してエアカーテンを形成することで、塗料ミストの飛散を効果的に抑えることができることが確認された。

なお、上記実施の形態では、塗装用フード装置１０について、例えばフード部２０を、フレーム２１とシート２４とからなる構成としたが、これに限るものではなく、適宜他の構成とすることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０…塗装用フード装置、１１…台車、１２…作業台、２０…フード部、２１…フレーム、２１ａ…前面、２１ｂ…背面、２２…シリンダ、２３…フード孔、２３ａ…開口部、２３ｂ…開口部、２４…シート、２５…エアカーテンノズル（第一のノズル）、２５ａ…管体、２５ｂ…スリット、２６…エジェクタ（第三のノズル）、２８…吸引チューブ（第二のノズル）

Claims (4)

1. フード本体と、
   前記フード本体の一面側と他面側にそれぞれ開口部を有して前記フード本体を貫通するフード孔と、
   前記一面側の前記開口部の周囲を囲むように設けられたスリットから、前記開口部の内方側に傾斜した方向に向けて、膜状の気流を噴出する第一のノズルと、
   を備えることを特徴とする塗装用フード装置。
2. 前記他面側の前記開口部の周囲を囲むように設けられたノズル本体と、
   前記ノズル本体に形成され、前記開口部の内方の雰囲気を吸引する吸い込み口とが形成された第二のノズルをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の塗装用フード装置。
3. 前記一面側の前記開口部と前記他面側の前記開口部との間に、前記フード孔の内方の雰囲気を吸引する第三のノズルをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の塗装用フード装置。
4. 前記スリットが、前記フード本体の前記一面側に対して前記開口部の中心側に４５〜６０°傾斜した方向に前記気流を噴出するよう形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の塗装用フード装置。