JP2019111481A - 飛沫類回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 飛沫類に含まれる有害物質を回収する。【解決手段】 飛沫類飛散場所の飛沫類混在気体を通路内に導入し、通路内に中和剤を含む気泡を浮遊させ、飛沫類混在気体を気泡で捕捉して、気泡に含まれる中和剤で飛沫類に含まれる有害物質を中和し、中和後の飛沫類を飛沫類回収部で回収し、飛沫類回収部から排出する排気を、排出路内を通して前記飛沫類飛散場所に戻すか飛沫類飛散場所以外の場所に排出する飛沫類回収方法である。通路と、飛沫類混在気体を通路内に引き込む吸引機と、中和剤を含む液体を貯留可能な液体タンクと、液体タンク内の液体から中和剤含有気泡を発生させる気泡発生装置と、通路内の気泡で捕捉した飛沫類混在気体中の飛沫類を回収する飛沫類回収部と、飛沫類回収部を通過した排気を送り出す排出路を備えた飛沫類回収装置である。【選択図】 図１

Description

本発明は、塗装時に塗装室や塗装ブース等の区画室（以下「塗装室」という。）内に飛散する塗料飛沫（ミスト）や、溶接現場で発生する金属ヒューム、養豚場内の浮遊物、室内や大気中の放射性物質、飲食店から排出される排煙中の物質、船舶のエンジンから排出される排ガス中の物質等（以下、これらをまとめて「飛沫類」という。）等を回収するのに適する飛沫類回収方法と飛沫類回収装置に関する。

自動車、家電品、機械部品、電気部品等の各種物体への吹き付け塗装は、通常は塗装室内で行われている。吹き付け塗装時の塗料は、物体に付着する量よりも、付着せずに塗装室内に飛散したり、塗装室の床面に落下したりする量の方が多く、塗料の無駄が多かった。このため、飛散した塗料や落下した塗料で塗装室内が汚染されている。

塗料にはウレタン塗料、アクリル塗料、シリコン塗料、フッ素塗料等々の各種塗料がある。これら塗料には硬化剤を使う２液型塗料がある。ウレタン塗料の主な原料は酢酸ブチル、顔料、硬化剤であり、硬化剤にイソシアネートが使用されている。塗料は一般的に揮発性有機溶剤で希釈して使用される。このため、ウレタン塗料の飛沫には酢酸ブチル、顔料、イソシアネート、揮発性有機溶剤等が含まれている。酢酸ブチルやイソシアネート（共に、酸性）には毒性があり、臭気も強い。揮発性有機溶剤も臭気が強い。いずれも身体に好ましくない有害物質である。特に、イソシアネートは体内に入るとヘドロ状になって身体から排出されにくくなる。このため、塗料飛沫が作業場に浮遊したり、落下したりしている作業場（作業環境）は作業者にとって好ましくない。

溶接時に発生する金属ヒュームも人体に好ましくないとされている。養豚場や養鶏場では塵芥や粉塵が飛散して空気が汚れていたり、臭気が漂ったりしている。この他にも粉塵が漂い、臭気が漂っている作業現場は多くあり、いずれも作業環境が悪い。

塗装室内の環境改善を目的として、塗装室内の塗料ミスト回収装置等が開発され、特許出願されている（特許文献１〜６）。

特開平９−１６４３１７号公報 特開２００２−７９０２５号公報 ドイツ特許公開第３８４４６２９号公報 特開昭５２−１１２１７４号公報 特開２００２−３３６６３１号公報 特公昭１１−３０９１号公報

本発明の解決課題は、身体に良くないとされている各種飛沫類、特に、塗装室内の塗料飛沫、工場内の浮遊物や飛散物等を効率よく回収できる飛沫類回収方法と飛沫類回収装置を実現することにある。

本発明の飛沫類回収方法は、飛沫類飛散場所から引き込んだ気体中の飛沫類を気泡で捕捉して回収する方法である。この場合、気泡を発生させる液体に中和剤、例えば、珪酸ソーダ（アルカリ）を入れて、発生する気泡に中和剤を含ませておく。その気泡で有害物質を含む飛沫類を捕捉して回収し、飛沫類中の有害物質（酸性）を気泡の中和剤（アルカリ性）に反応させて中和（安定化）させ、有害物を低減する方法である。気泡は飛沫類引き込み中に連続的に発生させて、引き込んだ気体に混在する飛沫類を気泡で常時捕捉する。捕捉した飛沫類は回収容器に回収して廃棄処分する。飛沫類回収済みの排気は飛沫類飛散場所に戻すか、飛沫類飛散場所とは別の場所に排出する。気泡は、液体タンク以降の箇所でも発生させて、この気泡によっても飛沫類混在気体を捕捉することもできる。

本発明の飛沫類回収装置は、飛沫類飛散場所から引き込んだ飛沫類混在気体を、気泡で捕捉して回収する装置であり、飛沫類を引き込む通路と、吸引機と、気泡発生装置と、気泡発生装置から発生した気泡で捕捉して回収した飛沫類混在気体中の飛沫類を貯める飛沫類回収部を備える。気泡発生装置は気泡発生器と気体供給器を備え、飛沫類回収部は回収タンクと回収タンクに出し入れ自在な回収容器を備える。回収容器を回収タンクから取り出して回収容器に溜まった飛沫類を廃棄できるようにしてある。気泡発生装置は通路又は／及び排出路内の飛沫類混在気体移動方向に二以上設けて、それら気泡発生装置から気泡を発生させ、それら気泡により飛沫類混在気体を捕捉できるようにしてもよい。液体タンク内の液体が流れ込むサブタンクと、サブタンク内に流れ込んだ液量を計量可能な液量計量器を設けることも、回収タンクに回収された飛沫類を計量可能な飛沫類計量器を設けることもできる。

本発明の飛沫類回収方法は次のような効果がある。
１．気泡に中和剤を含ませるので、気泡で捕捉された飛沫類中の有害物質が中和され、身体、環境への悪影響を低減できる。
２．硬化剤として使用されるイソシアネートは水分と反応し易く、反応速度が速く、反応すると固形化して安定化するため、体内に入りにくくなり、皮膚に付着しにくくなり、人体への悪影響が少なくなる。
３．飛沫類を気泡で捕捉して回収容器に回収するので、飛沫類の回収効率が良く、身体に有害な飛沫類を室内或いは大気中に拡散しにくくすることができる。
４．二以上の箇所で捕捉すれば、捕捉効果が高まる。

本発明の飛沫類回収装置は次のような効果がある。
１．液体タンクから中和剤含有気泡を発生させて、その気泡で飛沫類を捕捉して、飛沫類に含まれる有害物質を中和することができるので、飛沫類の有害物質を低減することができる。
２．気泡で捕捉した飛沫類を回収タンク内の回収容器に回収し、回収容器を回収タンクから取り出して、回収飛沫類を廃棄することができるので、飛沫類の回収、廃棄処分が容易にできる。
３．飛沫類混在気体移動方向二以上の箇所の気泡発生装置から気泡を発生させると、飛沫類混在気体の捕捉効率が高まる。また、一方の気泡発生装置に不具合が生じても、他方の気泡発生装置から気泡が発生させることができるので、飛沫類混在気体の捕捉漏れが少ない。
４．気泡を使用するウエットタイプであるため火災の心配がない。
５．排気の有害物質含有がほとんどないため、排気を塗装室へ戻して循環させることができ、塗装室内の気圧が下がらず、ほこりを呼ばず、高品質の塗装が可能となる。
６．液体計量器を設ければ液体タンク内の液量を自動管理することができるため、連続自動運転が可能となる。
７．サブタンク内の液量を計量するため、４０ｋｇ程度の液量を計量可能な小型で安価な液体計量器を使用することができ、設備のコストダウンが可能となる。
８．飛沫類計量器を設ければ、回収した飛沫量を検知できるので、飛沫量の廃棄管理が容易になる。

本発明の飛沫類回収装置の一例を示す全体側面図。 図１の飛沫類回収装置の飛沫類回収部の詳細図。 図２の飛沫類回収部の回収容器をカセット式にした場合の説明図。

（飛沫類回収方法の実施形態１）
本発明の飛沫類回収方法を、図１の飛沫類回収装置を用いて回収する場合を一実施例として説明する。

本発明の飛沫類回収方法では、塗装中に塗装室内に飛散する飛沫類を含む飛沫類混在気体を、吸引機１例えばファンで通路２内に引き込む。吸引された飛沫類混在気体は通路２内をその先端部３に移動させる。気泡発生装置４の液体タンク５から気泡６を発生させて通路２内に浮遊させる。液体タンク５内の液体７内に中和剤を入れておき、中和剤を含む気泡６を発生させる。飛沫類に含まれる有害物質は酸性であるため、中和剤は珪酸ソーダ、その他のアルカリ性のものを使用する。液体タンク５の液体７内に石鹸、洗剤等の気泡発生剤を入れておき、液体７をバイブレータその他の撹拌機で撹拌して揺動させることにより気泡を発生させることもできる。この場合、撹拌機が気泡発生器となる。通路２内に飛沫類混在気体を引き込んでいる間は連続して気泡６を発生させて、その間、連続して捕捉を行う。硬化剤は水分との反応速度が速く、固形化して安定化し易いため、気泡６が含む水分と反応して安定化し、体内に入りにくくなり、皮膚に付着しにくくなる。中和剤として使用する珪酸ソーダは一般的に毒性が少なく、特に、希釈化された珪酸ソーダは殆ど毒性がないため、中和剤による人体への悪影響もない。

気泡６で捕捉した通路２内の飛沫類混在気体を飛沫類回収部８の回収容器９内に送り込む。捕捉後の飛沫類混在気体内の飛沫類は気泡６に含まれる中和剤で中和される。飛沫類混在気体を捕捉した気泡６を破裂させることにより、中和された飛沫類を回収容器９内に落下させて回収する。

回収容器９内に溜まった飛沫類が所定量になったら、回収容器９を回収タンク１０から取り出し、飛沫類を廃棄処分する。

通路２の出口１１から排出した排気及び回収容器９から排出した排気は、排出路１２、例えばダクト内を通過して元の塗装室内に戻すか、元の塗装室内とは別の箇所に排出する。このとき、必要であれば、排気内に含まれる気泡や飛沫類を回収容器９で回収して液体タンク５内に戻して循環させることができる。循環式にすることにより、外部から塗装室内に塵芥が侵入せず、塗装物への塵芥の付着を防止でき、高品質の塗装ができる。

飛沫類混在気体を塗装室から通路２内に吸入する場合は、塗装室内が減圧するため、塗装室内に外部から空気を補充して塗装室内の減圧を防止するのが望ましい。この減圧防止により、塗装室内に浮遊する飛沫類が塗装対象物、例えば、トラックに付着するのを防止することができる。

（飛沫類回収方法の実施形態２）
本発明の飛沫類回収方法では、二以上の気泡発生装置から気泡を発生させて、二以上の箇所から発生する気泡６で飛沫類混在気体を捕捉することもできる。二段階で捕捉することにより飛沫類混在気体の捕捉が確実になり、捕捉した飛沫類混在気体中の飛沫類を二段階で中和することができ、有毒物質を大幅に低減させることができる。気泡発生箇所は通路２内の任意箇所或いは排気路１２内の任意箇所とすることができる。

本発明の飛沫類回収方法は、本発明の課題を解決可能であれば、図示した飛沫類回収装置以外の装置を使用して実施することも可能である。

（飛沫類回収装置の実施形態１）
本発明の飛沫類回収装置の一実施例を、塗装室内で発生する塗料飛沫を回収する場合を一例として説明する。図１において、１は吸引機、２は通路、３は通路先端部、４は気泡発生装置、５は液体タンク、６は気泡、７は液体、８は飛沫類回収部、９は回収容器、１０は回収タンク、１１は通路の出口、１２は排出路、１３は入口側フィルタ、１４は消泡フィルタ、１５はセパレータ、１６は流出孔、１７はサブタンク、１８は液体計量器、１９は飛沫類計量器である。

［吸引機］
吸引機１は塗装室内に飛散している飛沫混在気体を通路２内に導入する機器であり、例えば、汎用のファンを使用することができる。

［通路］
通路２は吸引機１で塗装室内から吸引した飛沫混在気体が通る空間であり且つ気泡６が浮遊する空間である。通路２には例えば円筒状或いは角筒状の汎用のダクトを使用することができる。通路２の入口には入口側フィルタ１３が取り付けられている。入口側フィルタ１３は粒径の大きな飛沫類や塵芥等が通路２内に侵入しないようにするためのものである。汎用のドライメッシュフィルタを使用することができる。通路２の先端部３は下向きにして飛沫類回収部８内に引き込んである。

通路２内であって通路先端部３の手前には消泡フィルタ１４が設けられている。消泡フィルタ１４は通路２内を通過する気泡を消泡させるものであり、汎用のフィルタを使用することができる。通路２の先端部３の周壁にはセパレータ１５がある。セパレータ１５には通路２の出口１１に送られてくる飛沫類の水分と気体（空気）を分離する排気孔が多数開口されている。排液及び飛沫類は通路２の下の回収容器９内に落下する。回収容器９内の排液及び飛沫類から流出する液体は、回収容器９の流出孔１６から回収タンク１０内に流出する。

［液体タンク］
液体タンク５は液体７を貯留しておくものであり、耐薬品性、強度、重量等の面から各種材質製の槽を使用することができる。その形状、容積等は任意に選択可能である。液体７内には中和剤が混入されている。ウレタン塗料の飛沫にはイソシアネート、酢酸ブチル、揮発性有機溶剤等が含まれており、それらは毒性があり臭気も強い。いずれも身体に好ましくない有害物質であり、有害物質は酸性である。中和剤はこれら有害物質を中和するものでアルカリ性であり、例えば、珪酸ソーダが適する。液体タンク５にはサブタンク１７が連通しており、液体タンク５内の液体７が自動的に流れ込むようにしてある。サブタンク１７は液体計量器１８の上に設置されており、サブタンク１７内の液量を液体計量器１８で計量して、液体タンク５内の液量を計量できるようにしてある。液体計量器１８には汎用の計量器を使用することができる。サブタンク１７の容量にもよるが、液体計量器１８は４０ｋｇ程度の液量を検知が可能な小型計量器を使用可能である。液体タンク５が大型の場合は、サブタンク１７を２台以上設け、夫々のサブタンクの下に液体計量器を設けて、夫々の液体計量器で夫々のサブタンク内の液量を計量することもできる。液体タンク５の容量が大きくても、サブタンク１７を多くすれば、サブタンク１７内の液量を計量可能な小型の計量器、例えば、４０ｋｇ程度の液量を検知が可能な小型且つ安価な計量器を使用可能となり、コスト低減が可能となる。液体タンク５内に液量を直に計量する場合は、液体タンク５内で気泡を発生させるために生ずる液面変動の影響を受けやすいが、サブタンク１７内の計量であるため、液体タンク５内の液面変動の影響を受けにくくなり、安定且つ正確な計量が可能である。計量信号に基づいて液体タンク５内の液量をコンピュータ管理して、液体タンク５内の液量を適正量に確保することができ、飛沫類回収部８を連続運転させることが可能となる。この場合、後記するように、回収飛沫類の量を計量器で計量すれば、その計量信号に基づいて回収容器９内の飛沫類の回収量をコンピュータ管理して飛沫類回収部８を連続運転させることもできる。

液体タンク５内の液量が少ないときは、開閉装置３０が自動的に開いて、外部から液体タンク５内に液体が自動的に送り込まれ、液体タンク５内の液量が所定量になると開閉装置３０が自動的に閉じて、外部から液体タンク５内への液体の送り込みが自動的に停止するようにしてある。開閉装置３０には汎用の電磁弁を使用することができる。液体計量器１８には報知機を連動させておき、液体タンク５内の液量が少ないとき、或いは過多のときは自動的に警報が報知されるようにしておくのが望ましい。報知機には汎用の表示灯やブザー等を使用することができる。

［気泡発生装置］
気泡発生装置４は液体タンク５から気泡６を発生させるものであり、液体タンク５内の液体７内に入れてある気泡発生器３１と気体供給器３２を備え、気体供給器３２から気泡発生器３１から圧縮気体を供給すると、その圧縮気体が気泡発生器３１から噴出して液体７から気泡６を発生させることができるものである。気泡発生器３１、気体供給器３２には汎用のそれらを使用することができる。液体７には石鹸、洗剤等の泡立ちに有効なものを混入しておくこともできる。気泡発生器３１は気泡６が通路２内まで浮遊する勢いで発生させる。気体供給器３２の出口側には圧力調整バルブ３３が連結されており、その圧力調整バルブ３３で気泡発生量や発生する気泡の勢いを調節可能としてある。

［飛沫類回収部］
飛沫類回収部８は通路２の出口１１から排出される飛沫類を回収するものであり、回収タンク１０内に回収容器９が設置されている。回収容器９は受皿３４の上に設置されている。回収容器９には多数の流出孔１６が開口されている。回収容器９はメッシュ製とすることもできる。回収容器９内には回収袋３５を収容することができ、通路２の出口１１から落下（排出）した飛沫類が回収袋３５内に回収されて溜まるようにしてある。回収袋３５は通液性のある布製、樹脂製、紙製等であり、使い捨て可能なものが望ましい。回収容器９は飛沫類計量器１９の上に設置してあり、飛沫類計量器１９で回収容器９内の飛沫類の重量を計量できるようにしてある。飛沫類計量器１９にも汎用の計量器を使用することができる。飛沫類計量器１９は支持台３６の上に設置してある。回収容器９は回収タンク１０の開口部３７から出し入れ可能である。開口部３７には蓋３８が開閉可能に取り付けられている。回収された飛沫類から流出する排液は回収タンク１０内に溜まる。回収タンク１０内に溜まった排液は回収タンク１０と液体タンク５を連通する連通路３９内を通って液体タンク５に自動的に流れ込むようにしてある。回収タンク１０は架台４０の上に設置されている。回収タンク１０に排出口（ドレーン）４１を設けてあり、ドレーンバルブ４２で開閉可能として、開くことによって回収タンク１０内の残渣が外部に排出されるようにしてある。飛沫類計量器１９には報知機を連動させておき、飛沫類の量が多くなると自動的に警報が報知されるようにしておくのが望ましい。報知機には汎用の表示灯やブザー等を使用することができる。

消泡フィルタ１４で消泡されることにより、気泡から落下した飛沫類は通路２の出口１１から回収容器９内に収容されている回収袋３５内に落下する。回収袋３５内に落下した飛沫類の回収量は飛沫類計量器１９で計量され、所定量になると回収容器９を受皿３４から取り出し、回収タンク１０の開口部３８から外に取り出し、回収袋３５内の残渣を廃棄する。廃棄後は、新たな回収袋３５を回収容器９内にセットし、その回収容器９を受皿３４の上に戻す。

［排出路］
飛沫類回収部８の外部に排出した排気は排出路（戻ダクト）１２内を通って外部に排出される。排出路１２にも円筒状、角筒状のダクトであり、汎用のダクトを使用することができる。排出路１２内の途中には回収具４３を設けてある。回収具４３には冷却器やフィルタ等を使用可能である。冷却器を使用することにより排出路１２内を通る排気中に含まれる水分を水滴化させて回収することができる。フィルタを使用することにより排出路１２内を通る排気中に含まれる気泡や飛沫含有気体中の飛沫類を回収することができる。回収具４３は連通路４４により液体タンク５と連通されており、回収した水分や飛沫類が自動的に液体タンク５内に戻るようにしてある。高温多湿時のように塗装室内の水分が多いときは、水分が塗料の硬化剤に悪影響して、塗装の仕上がりが好ましくないが、回収具４３により水分を回収すると、排気を塗装室に戻しても水分の悪影響を避けることができ、塗装の仕上がりが良好になる。排出路１２の出口側と入口側の双方又はいずれか一方にはフィルタを設けることができる。いずれのフィルタも清掃、交換可能な位置に取り付けるのが望ましい。入口側のフィルタ２０は入口側直近内部に取り付けると清掃、交換に便利である。

本発明の飛沫類回収方法及び飛沫類回収装置は、塗装室内の飛沫類の回収のみならず、各種室内、作業現場、屋外の浮遊物回収、或いは、空気清浄機や空気清浄方法等としても使用可能である。また、放射性物質や飲食店から排出される排煙、船舶のエンジンから排出される排ガスなどの飛沫類の回収装置や回収方法としても用いることができる。

１ 吸引機
２ 通路
３ 通路先端部
４ 気泡発生装置
５ 液体タンク
６ 気泡
７ （液体タンク内の）液体
８ 飛沫類回収部
９ 回収容器
１０ 回収タンク
１１ （通路の）出口
１２ 排出路
１３ 入口側フィルタ
１４ 消泡フィルタ
１５ セパレータ
１６ 流出孔
１７ サブタンク
１８ 液体計量器
１９ 飛沫類計量器
２０ フィルタ
３０ 開閉装置
３１ 気泡発生器
３２ 気体供給器
３３ 圧力調整バルブ
３４ 受皿
３５ 回収袋
３６ 支持台
３７ （回収タンクの）開口部
３８ （開口部の）蓋
３９ 連通路
４０ 架台
４１ 排出口（ドレーン）
４２ ドレーンバルブ
４３ 回収具
４４ 連通路

Claims (9)

1. 飛沫類を回収する飛沫類回収方法において、
   飛沫類飛散場所の飛沫類混在気体を通路内に導入し、
   通路内に中和剤を含む気泡を浮遊させ、
   通路内に導入される飛沫類混在気体を前記気泡で捕捉して、気泡に含まれる中和剤で飛沫類に含まれる有害物質を中和し、
   中和後の飛沫類を飛沫類回収部で回収し、
   前記飛沫類回収部から排出する排気を、排出路内を通して前記飛沫類飛散場所に戻すか、飛沫類飛散場所以外の場所に排出する、
   ことを特徴とする飛沫類回収方法。
2. 請求項１記載の飛沫類回収方法において、
   飛沫類混在気体の引き込み中に気泡を連続的に発生させて、その引き込み中に飛沫類混在気体を捕捉する、
   ことを特徴とする飛沫類回収方法。
3. 請求項１又は請求項２記載の飛沫類回収方法において、
   飛沫類を収容袋内に回収し、回収した飛沫類を収容袋ごと廃棄処分する、
   ことを特徴とする飛沫類回収方法。
4. 飛沫類を回収する飛沫類回収装置において、
   通路と、飛沫類飛散場所から飛沫類混在気体を通路内に引き込む吸引機と、中和剤を含む液体を貯留可能な液体タンクと、液体タンク内の液体から中和剤含有気泡を発生させる気泡発生装置と、通路内の気泡で捕捉した飛沫類混在気体中の飛沫類を回収する飛沫類回収部と、飛沫類回収部を通過した排気を送り出す排出路を備え、
   飛沫類回収部は回収タンク内に出し入れ可能な回収容器を備えた、
   ことを特徴とする飛沫類回収装置。
5. 請求項４記載の飛沫類回収装置において、
   回収容器は回収袋を収容、取り出し可能である、
   ことを特徴とする飛沫類回収装置。
6. 請求項４又は請求項５記載の飛沫類回収装置において、
   液体タンクにそのタンク内の液体が流れ込むサブタンクが連通され、サブタンク内の液量を計量可能な液体計量器を備え、
   飛沫類回収部に、回収容器に回収された飛沫類の量を計量可能な飛沫類計量器を備えた、
   ことを特徴とする飛沫類回収装置。
7. 請求項６記載の飛沫類回収装置において、
   液体計量器、飛沫類計量器の夫々と連動可能な報知機を備え、
   報知機は液体計量器、飛沫類計量器の夫々での計量が所定量になると作動する、
   ことを特徴とする飛沫類回収装置。
8. 請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の飛沫類回収装置において、
   液体タンクと回収タンクが連通されて、回収タンク内の排液が液体タンク内に自動的に流れ込み可能である、
   ことを特徴とする飛沫類回収装置。
9. 請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の飛沫類回収装置において、
   排出路内にその内部を通る水分、気泡、排気を回収可能な回収具を備え、
   回収具と液体タンクが連通路で連通されて、回収具で回収された液体が液体タンクに自動的に流れ込むようにした、
   ことを特徴とする飛沫類回収装置。
   

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