JP2014046262A - 霧化塗料除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装室から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することが可能でかつ、メンテナンスの手間を軽減することが可能な霧化塗料除去装置を提供する。
【解決手段】霧化塗料除去装置５０によれば、霧化塗料を含む空気を水と共に外筒体の内周面に沿って旋回させて、遠心力により外筒体の内周面に水膜を形成すると共に、その水膜に空気を接触させて、空気に含まれる霧化塗料を水膜に吸収させるから、外筒体の内周面への霧化塗料のこびりつきを防止することができる。つまり、塗装室３０から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することができると共に、メンテナンスの手間を軽減することが可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗装室から排出された空気に含まれる霧化塗料を水に吸収させて除去する霧化塗料除去装置に関する。

従来の塗料除去装置としては、所謂、「ベンチュリー式」の塗料除去装置が知られている。この装置は、塗装室の床下に設けたベンチュリー部に、霧化塗料を含んだ空気を水と共に吸引し、ベンチュリー部で霧化した水の微粒子によって空気に含まれる霧化塗料を吸収するものである（例えば、特許文献１参照）。また、別の塗料除去装置としては、塗装室から排出される空気をサイクロン分離器内で旋回させて、その空気に含まれる粉末状の塗料を遠心力によって分離除去するサイクロン式の塗料除去装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−２７７４１２号公報（第１図）

特開２０１１−２２４４１４号公報（段落［００１４］、第１図）

ところで、霧化塗料の除去装置として、上述したサイクロン式の塗料除去装置を採用した場合には、装置内部に霧化塗料がこびり付いてしまい、メンテナンスに手間が掛かるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、塗装室から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することが可能でかつ、メンテナンスの手間を軽減することが可能な霧化塗料除去装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る霧化塗料除去装置は、塗装室から排出される霧化塗料を含んだ空気を水と共に受け入れ、水に霧化塗料を吸収させて空気と水とを分離して排出するサイクロン分離器を対にして同一水平軸上に対称配置して備えた霧化塗料除去装置であって、各サイクロン分離器は、同一水平軸に対して同心円状に配置された外筒体及び内筒体を備え、外筒体の基端部を閉塞する外筒基端壁に内筒体を固定し、その内筒体の基端開口を外筒基端壁の外側に開放して空気排出口とする一方、外筒体の先端部を閉塞する外筒先端壁に内筒体の先端開口を対向配置し、さらに、空気と水とを外筒体の内面接線方向から受け入れるための気液導入口と、水を外筒体外に排出するための水排出口とを、外筒体の下端部の軸方向にずれた２位置に設けた構成とし、１対のサイクロン分離器の基端部側を互いに向かい合わせて、それらサイクロン分離器の空気排出口を共通の排気ダクトに連通させたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の霧化塗料除去装置において、排気ダクトに角筒部が設けられて、その角筒部の１対の対向面に１対のサイクロン分離器の外筒基端壁が配置され、角筒部内には、１対のサイクロン分離器の両内筒体の基端面の間に差し渡され、内筒体の内周円の延長領域の上側を覆う一方、下側を開放した断面円弧状の円弧溝部材と、円弧溝部材の下方に配置され、水を貯留した貯留槽とが設けられたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載の霧化塗料除去装置において、両内筒体を、外筒基端壁から角筒部内に突出させ、円弧溝部材の両下端部から貯留槽に向けて１対のガイド板部を垂下させたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の霧化塗料除去装置において、内筒体の外周面から突出した内部環状突部を設けたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の霧化塗料除去装置によれば、霧化塗料を含んだ空気を水と共に外筒体の内周面に沿って旋回させて、遠心力により外筒体の内周面に水膜を形成すると共に、その水膜に空気を接触させて、その空気に含まれる霧化塗料を水膜に吸収させることができるから、外筒体の内周面への霧化塗料のこびりつきを防止することができる。つまり、本発明によれば、塗装室から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することができると共に、メンテナンスの手間を軽減することが可能になる。

また、１対のサイクロン分離器は空気排出口同士が向かい合うように配置されており、それら空気排出口から排出された空気同士を衝突させることで、空気に含まれる霧化塗料の粒子を液滴化して、空気から分離することができる。

また、外筒体及び内筒体の中心軸（旋回流の中心軸）が略水平になるように１対のサイクロン分離器が配置されたから、高さ寸法を抑えることができ、高さ方向で制約がある設置スペース（例えば、既設の建屋内）にも設置することが可能になる。

［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、１対のサイクロン分離器の空気排出口から排出されて、排気ダクト内で衝突した空気が、貯留槽に貯留された水と接触するので、ここでも空気に含まれる霧化塗料を水に吸収させることができる。

［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、ガイド板部を備えたことで、排気ダクト内で衝突した空気を貯留槽に向けて誘導することができる。

［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、外筒体の内周面に形成された水膜と霧化塗料を含む空気との接触を促進させることができる。

本発明の一実施形態に係る霧化塗料除去装置を備えた塗装設備の概念図 塗装設備の斜視図 霧化塗料除去装置の斜視図 霧化塗料除去装置の平断面図 霧化塗料除去装置の正断面図 霧化塗料除去装置の側断面図 変形例に係る霧化塗料除去装置の正断面図

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本発明に係る霧化塗料除去装置５０と塗装ブース１１（図２参照）とを備えた塗装設備１０の全体が示されている。塗装ブース１１は、塗装ラインに沿ってワーク搬送方向（図１における紙面と直交する方向）に移動する塗装対象ワークＷに対して、塗料を吹き付けて塗装を行うための塗装室３０と、塗装室３０の上方に設けられて、予め調温・調湿された清浄な空気を塗装室３０に供給するための給気室２０と、塗装室３０の下方に設けられて、塗装室３０内の空気を吸い込む排気室４０とを備えている。

図１に示すように、塗装室３０にはフロアコンベヤ３３が設けられており、塗装対象ワークＷは、フロアコンベヤ３３によって塗装室３０内を搬送される。フロアコンベヤ３３を挟んだブース幅方向（図１における左右方向）の両側には、塗装対象ワークＷに向けて塗料をスプレーする塗装ロボット（図示せず）が配置されている。

塗装室３０の床部３４は、簀の子状（例えば、グレーチング）になっており、床部３４の全体を空気が通過可能となっている。

排気室４０の底部を構成するフロープレート４１は、排気室４０の両側縁部から中央に向かって下り傾斜している。また、フロープレート４１の両側縁部には、ワーク搬送方向に沿って延びた図示しない樋が設けられ、その樋に供給された水がオーバーフローしてフロープレート４１の上面を膜状になって流れるように構成されている。

フロープレート４１におけるブース幅方向の中央部には、ワーク搬送方向に延びた排水溝４２が形成されており、フロープレート４１の上面を流れた水は、全て排水溝４２に流れ込む。

図１及び図２に示すように、排水溝４２の下端部には、ブース幅方向の一方に向かって延びた１対の導入ダクト４４，４４が接続され、それら導入ダクト４４の先端部がそれぞれ霧化塗料除去装置５０（詳細には、サイクロン分離器６０，６０）に接続されている。塗装室３０内の空気は、床部３４の全体を通過して排気室４０に吸い込まれ、排水溝４２及び導入ダクト４４を通って霧化塗料除去装置５０に吸い込まれる。これにより、塗装室３０内には、塗装対象ワークＷの上方（給気室２０）から下方（排気室４０）へと流れるダウンフローの気流が発生すると共に、塗装対象ワークＷに塗着しなかった霧化塗料が、ダウンフローの気流によって速やかに塗装室３０から排除されるようになっている。なお、以下の説明において「空気」とは、特記しない限り、塗装室３０から排出された空気のことである。

図２に示すように、導入ダクト４４は扁平な角筒状をなしており、その内部を通過する空気の流速を速めるために、流路断面積が霧化塗料除去装置５０に近づくに従って徐々に小さくなっている（図４参照）。また、図１に示すように、導入ダクト４４は、排水溝４２から離れるに従って緩やかに下り傾斜しており、排水溝４２に流れ込んだ水が、自重によって霧化塗料除去装置５０に流れ込むようになっている。

図２に示すように、霧化塗料除去装置５０は、１対のサイクロン分離器６０，６０と排気ダクト５１とから構成されている。排気ダクト５１は、上下方向に延びた角筒部５２を有しており、その角筒部５２の下端部は、水を貯留可能な貯留槽５７となっている（図５参照）。また、排気ダクト５１の上端部に接続された図示しない吸引ポンプによって、排気ダクト５１内のガスを吸引することが可能となっている。

図２に示すように、排気ダクト５１の角筒部５２のうち水平方向で対向した１対の側壁５２Ａ，５２Ａには、それぞれサイクロン分離器６０，６０が固定されている。図３に示すように、サイクロン分離器６０は、同心円状に配置された円筒形の外筒体６１及び内筒体６２を有している。外筒体６１と内筒体６２は中心軸を水平にした状態で配置されている。

図４に示すように、外筒体６１のうち排気ダクト５１寄りの端部には、気液導入口６３が貫通形成されており、外筒体６１の外周面における気液導入口６３の開口縁に導入ダクト４４の先端部が接続されている。導入ダクト４４は外筒体６１の外周面から接線方向に突出しており、導入ダクト４４を通過することで流速を速められた空気が水と共に、外筒体６１の内周面の接線方向に向かって噴出する。これにより、外筒体６１の内周面に沿って周回しながら基端部（排気ダクト５１の側壁５２Ａ側）から先端部（外筒先端壁６１Ｂ）へと向かう旋回流が発生する（図５参照）。

サイクロン分離器６０における内筒体６２は、排気ダクト５１の側壁５２Ａを貫通した状態で固定されている。内筒体６２は、外筒体６１内に発生する旋回流の中心部に配置され、その基端開口は排気ダクト５１の内側に配置されて空気排出口５３となっており、先端開口は外筒体６１の先端部を閉塞する外筒先端壁６１Ｂに対向配置されている。つまり、１対のサイクロン分離器６０，６０は、旋回流の中心軸が水平でかつ、空気排出口５３，５３同士が排気ダクト５１内において対向するように同一水平軸上に対称配置されている。なお、排気ダクト５１の側壁５２Ａは、本発明における「外筒基端壁」に相当する。

排気ダクト５１の角筒部５２内には、１対のサイクロン分離器６０，６０の両内筒体６２，６２の基端面の間に差し渡された円弧溝部材５４が設けられている。円弧溝部材５４は、内筒体６２の内周円の延長領域の上方を覆う一方、下側を開放した断面円弧状をなしている。また、図５及び図６に示すように、円弧溝部材５４の両下端部からは、貯留槽５７に向かって１対のガイド板部５６，５６が垂下している。

本実施形態の霧化塗料除去装置５０の構成は以上であって、次に本実施形態の作用を説明する。図示しない吸引ポンプによって排気ダクト５１内が吸引されると、塗装室３０内の霧化塗料を含んだ空気が、霧化塗料除去装置５０へと吸引される。即ち、空気は、フロープレート４１上を流れる水と一緒に導入ダクト４４を通って１対のサイクロン分離器６０に流入する。このとき、空気及び水は、気液導入口６３から外筒体６１の内周面の接線方向に向かって噴出し、外筒体６１の内周面に沿って周回しながら外筒体６１の基端部から先端部へと移動する旋回流となる。すると、遠心力によって外筒体６１の内周面に水膜が形成されると共に、その水膜に空気が接触することで、空気中の霧化塗料が水膜に吸収される。

水膜を形成した水は、外筒体６１の内周面を伝って自重で外筒体６１の下端部に集合し、外筒体６１の先端部寄り位置に形成された排水口６１Ａ（図５参照。本発明の「水排出口」に相当する）から外部に排出される。

一方、外筒体６１の内周面に沿って旋回した空気は、外筒体６１の先端部近傍で反転して内筒体６２に流入し、空気排出口５３から排気ダクト５１内に噴出する。ここで、空気排出口５３から排気ダクト５１内に噴出した空気は、反対側の空気排出口５３から排気ダクト５１内に噴出した空気と、円弧溝部材５４の下方で衝突する。この空気同士の衝突により、空気に含まれている霧化塗料の微粒子が合体して液滴化され、空気から分離される。

また、円弧溝部材５４の下方で衝突した空気は、円弧溝部材５４と１対のガイド板部５６，５６とによって上昇することが規制されるので下方に向かい、貯留槽５７に貯留された水と接触する。これにより、空気に含まれている霧化塗料が水に吸収される。以上のようにして霧化塗料が除去された空気は、排気ダクト５１内を上昇して排気される。

このように本実施形態によれば、霧化塗料を含む空気を水と共に外筒体６１の内周面に沿って旋回させて、遠心力により外筒体６１の内周面に水膜を形成すると共に、その水膜に空気を接触させて、空気に含まれる霧化塗料を水膜に吸収させるから、外筒体６１の内周面への霧化塗料のこびりつきを防止することができる。つまり、塗装室３０から排出された空気に含まれる霧化塗料を遠心力によって除去することができると共に、メンテナンスの手間を軽減することが可能になる。

また、１対のサイクロン分離器６０，６０の各空気排出口５３，５３から排出された空気同士を衝突させることで、空気に含まれる霧化塗料を液滴化させることができると共に、その衝突させた空気を、貯留槽５７に貯留された水に接触させて霧化塗料を水に吸収させることができるので、塗装室３０から排出された空気に含まれる霧化塗料をより確実に除去することが可能になる。

また、１対のサイクロン分離器６０，６０は、中心軸が水平になるように配置されているから、霧化塗料除去装置５０の高さ寸法を抑えることができ、高さ制限の制約がある設置スペース（例えば、屋内）にも霧化塗料除去装置５０を設置することが可能になる。

本実施形態の変形例として、図７に示すように、サイクロン分離器６０おける内筒体６２の外周面から外筒体６１の内周面に向かって張り出した鍔状の内部環状突部６５を設けて、外筒体６１と内筒体６２との間の流路断面積を部分的に狭めた構成としてもよい。このようにすることで、外筒体６１の内周面に形成された水膜と霧化塗料を含む空気との接触を促進させて、より多くの霧化塗料を水膜に吸収させることができる。なお、内部環状突部６５を内筒体６２における軸方向の中間部に設けてもよい。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では、１対のサイクロン分離器６０に備えた両内筒体６２の基端面の間に円弧溝部材５４を備えていたが、円弧溝部材５４を備えていない構成としてもよい。

（２）また、円弧溝部材５４から１対のガイド板部５６，５６が垂下していたが、これらガイド板部５６，５６を備えていない構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、外筒体６１内の水を排水口６１Ａから外部に排出するように構成されていたが、例えば、排水口６１Ａから排出された水をポンプによって貯留槽５７に送水するようにしてもよい。

３０ 塗装室
５０ 霧化塗料除去装置
５１ 排気ダクト
５２ 角筒部
５１Ａ 側壁（外筒基端壁）
５３ 空気排出口
５４ 円弧溝部材
５６ ガイド板部
５７ 貯留槽
６０ サイクロン分離器
６１ 外筒体
６１Ａ 排水口（水排出口）
６１Ｂ 外筒先端壁
６２ 内筒体
６３ 気液導入口
６５ 内部環状突部

Claims (4)

1. 塗装室から排出される霧化塗料を含んだ空気を水と共に受け入れ、前記水に前記霧化塗料を吸収させて前記空気と前記水とを分離して排出するサイクロン分離器を対にして同一水平軸上に対称配置して備えた霧化塗料除去装置であって、
   各前記サイクロン分離器は、前記同一水平軸に対して同心円状に配置された外筒体及び内筒体を備え、前記外筒体の基端部を閉塞する外筒基端壁に前記内筒体を固定し、その内筒体の基端開口を前記外筒基端壁の外側に開放して空気排出口とする一方、前記外筒体の先端部を閉塞する外筒先端壁に前記内筒体の先端開口を対向配置し、さらに、前記空気と前記水とを前記外筒体の内面接線方向から受け入れるための気液導入口と、前記水を前記外筒体外に排出するための水排出口とを、前記外筒体の下端部の軸方向にずれた２位置に設けた構成とし、
   前記１対のサイクロン分離器の基端部側を互いに向かい合わせて、それらサイクロン分離器の空気排出口を共通の排気ダクトに連通させたことを特徴とする霧化塗料除去装置。
2. 前記排気ダクトに角筒部が設けられて、その角筒部の１対の対向面に前記１対のサイクロン分離器の外筒基端壁が配置され、
   前記角筒部内には、前記１対のサイクロン分離器の両前記内筒体の基端面の間に差し渡され、前記内筒体の内周円の延長領域の上側を覆う一方、下側を開放した断面円弧状の円弧溝部材と、前記円弧溝部材の下方に配置され、水を貯留した貯留槽とが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の霧化塗料除去装置。
3. 両前記内筒体を、前記外筒基端壁から前記角筒部内に突出させ、前記円弧溝部材の両下端部から前記貯留槽に向けて１対のガイド板部を垂下させたことを特徴とする請求項２に記載の霧化塗料除去装置。
4. 前記内筒体の外周面から突出した内部環状突部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の霧化塗料除去装置。

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