JP4137160B2

JP4137160B2 - 塗装ブース

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Publication number: JP4137160B2
Application number: JP2007018644A
Authority: JP
Inventors: 伴成長瀬
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: GB0913498D0; CN101622075A; GB2459056A; US20100071617A1; WO2008093539A1; JP2008183505A

Description

本発明は、塗料ミストや揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が含まれる塗装ブース中のエアを捕集液に接触させることにより、塗料を回収し、かつ、再使用可能なエアを得られる塗装ブースに関する。

自動車の車体の塗装工程では、被塗装物である車体をコンベアの台車に搭載してトンネル状の塗装ブース内部を通過させながら、塗装ロボットに装着したスプレーガンにより塗装を施するにあたり、前記塗装ブース内では異なる色の塗料を用いた塗装が同時並行的に行われるため、車体に付着しなかった塗料（塗料ミスト）が塗色の異なる他の車体表面に付着して塗装品質が損なわれるおそれがあり、そのために塗料ミストを塗装室内に拡散させることなく速やかに捕集する必要がある。

特許文献１には、塗装室の下方に設けた捕集室に、先端が低くなるように千鳥状に配設された複数の導水板を設け、この導水板の表面に沿って捕集水を循環させることによって複数のウォータカーテンを形成させ、ここをくぐらせることにより、気流中に含まれる未着塗料を除去する提案がなされている。

特許文献２には、塗装ブースの捕集室内に、上部水槽からオーバーフローして下部水槽内に落し込まれる流水によって表面に水膜が形成されるフロープレートを配置し、さらに、フロープレートの下端に開口する吸込口からフロープレートの裏面側に吸引される流水と空気の気液接触で捕集した塗料ミストを下部水槽内に落し込むバッフル板通路とが設けられた構成が開示されている。

特許第３１０４１３７号公報特許第２６４１６０７号公報

特許文献１に開示される捕集装置にあっては、複数のウォータカーテンによる塗料ミストの捕集は、大気に放出するための前処理として、ある程度有効ではあるが、塗装ブースで再使用できるまでに清浄化されたエアを得るには不十分である。

また、特許文献２の塗装ブースでは、特許文献１と同様の水膜の形成されたフロープレート面を備え、さらに、これに加えてフロープレートの下端に開口する吸込口における気液接触とによってエアを浄化しようとしているが、気液接触面は吸込口のわずかな部分であるため、塗装ブースで再使用できるまでに清浄化されたエアを得るには不十分である。

上記課題を解決するため本発明は、搬送される被塗装物に塗装を施す塗装室の下方に、塗装室と連通する捕集室を設け、前記塗装室内に上から下に向かう気流を形成し、この気流を捕集液に接触させて塗料ミストを回収するようにした塗装ブースにおいて、前記捕集室には気流をウォータフォールに接触させる強制接触部を設け、この強制接触部の下端には捕集室に貯留された捕集液に対向する開口が形成され、且つ捕集室に貯留された捕集液の水面と一定の間隔を保つウォータサーフェイスプレートを前記開口近傍から外側に向かって設けた。

ウォータサーフェイスプレートを設けることで、強制接触部から出た気流が捕集室に貯留された捕集液の表面に接触する確率が高まり、更に塗料ミストの回収効率が高まる。ウォータサーフェイスプレートと捕集液の水面との間隔は小さければ小さいほど接触の確率が高まるが、あまり小さくすると気流の吸引抵抗が大きくなり、却って捕集効率が悪くなる。同様にウォータサーフェイスプレートの面積は大きいほど接触の確率が高まるが、あまり大きくすると気流の吸引抵抗が大きくなる。

更に塗装ブース内は上から下に向かった気流を形成しており、この気流の流速が０．２〜１ｍ／秒となるように、排気ファンの強さを調整している。このように、既存の排気ファンを用い且つ塗装ブーツ内の気流の流速を０．２〜１ｍ／秒にコントロールするには、ウォータサーフェイスプレートの寸法を前記開口から外側に向かって１００ｍｍ〜６００ｍｍの幅を有し、かつ前記捕集室に貯留された捕集液の水面とウォータサーフェイスプレートの間隙を２０ｍｍ〜１６０ｍｍとするのが好ましい。

本発明に係る塗装ブースは、捕集室内に貯留された捕集液の液面上に、液面と間隙を保ったウォータサーフェイスプレートを設置して、この間隙に塗料ミストや揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含むエアを導き捕集液と十分に接触させる構造としたため、エアは清浄化されて塗装ブース用に再使用可能となる。
実験の結果として、ウォータサーフェイスプレートを設置しない場合には８５％の塗料ミストを回収することができる塗装ブースにウォータサーフェイスプレートを設置することで、塗料ミスト回収率は８８％まで向上した。更にウォータサーフェイスプレートの先端を水面に向けて屈曲させた形状にすることで塗料ミスト回収率は９０％まで向上した。
また、最終的に大気に開放されるエアも、本発明に係る捕集室で処理された清浄なものであるため、排気システムの負荷を軽減することができる。

以下に本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る塗装ブースの全容を示す概要図、図２は同塗装ブースの斜視図、図３は捕集室の詳細を示す断面図である。

塗装ブース１は塗装室２および捕集室３を備えている。塗装室２は、被塗物Ｗ（ここでは自動車ボディ）を清掃するためのボディ清掃室２ａ、内装塗装室２ｂ、外装塗装室２ｃ、および補正塗装室２ｄからなり、被塗物Ｗはコンベア上の載置台４に載せられて、これらの部屋を順次搬送され、その途中で塗装ロボットにより塗装を施される。その後、被塗物Ｗは加熱乾燥工程５を経て完成する。

塗装室２の下方にある捕集室３は、その底部に循環水フロータンク６が設けられていて、ここに捕集液が溜められ、この捕集液を上下に還流させることで後述の塗料ミストを回収している。

次に、エアの流れを説明する。塗装室２には、室内に塗料ミストが拡散することを防止するための新鮮エア７ａがブース空調を兼ねた空調機７から補正塗装室２ｄの上部に送られている。ここで新鮮エア７ａの送り先は補正塗装室２ｄに限定されない。ただし、補正塗装室２ｄでの塗料ミスト発生量は内装塗装室２ｂや外装塗装室２ｃと比較して少ないため、新鮮エア７ａの汚れを最小限とすることができるメリットがある。

補正塗装室２ｄ内を流下して塗料ミストや揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含んだエア７ｂは捕集室３内で浄化され、さらに、第一の二次エア再生ユニット８内のエリミネータ板９で水分を分離して二次エア７ｃとなる。

二次エア７ｃは内装塗装室２ｂに送られる。二次エア７ｃの送り先は内装塗装室２ｂに限定されないが、内装塗装室２ｂでの塗料ミスト発生量は外装塗装室２ｂよりも少ないため二次エア７ｃの汚れを少なめにする点で好ましい。内装塗装室２ｂ内を流下して塗料ミストを含んだ二次エア７ｄは捕集室３内で浄化され、さらに、第２の二次エア再生ユニット１０内のエリミネータ板１１で水分を分離して三次エア７ｅとなる。

三次エア７ｅは外装塗装室２ｃに送られる。そして外装塗装室２ｃ内を流下して大量に塗料ミストを含んだ三次エア７ｆは捕集室３内で塗料ミストを回収された後に排気システムへ送られて清浄化された後外気に開放される。

図３は、本発明の主要部である捕集室３の詳細を示し、図４は図３の要部拡大図であり、図１の塗装室２および捕集室３を被塗物Ｗの搬送方向から見た図である。図３において、塗装室２は内装塗装室２ｂ、外装塗装室２ｃ、および補正塗装室２ｄのいずれであってもよい。

捕集室３には、底部に循環水フロータンク６が設けられていて、ここに溜められたブース循環水（捕集液）１２がフィルタなどにより回収した塗料ミストを分離した後、図示しない循環ポンプによって上部側溝１３、１３に押し上げられる。そして上部側溝１３をオーバーフローしたブース循環水１２は、上部側溝１３の側面に延設された傾斜プレート１４、１４の上を流れる。

傾斜プレート１４の下方には、気流をウォータフォールに接触させるポット状の強制接触部３０が設けられている。図２に示すように、ポット状の強制接触部３０は被塗物Ｗの搬送方向に沿って複数配置されている。

強制接触部３０の具体的構造は、前記一方の傾斜プレート１４の端部に曲面を有するガイドプレート１４ａが設けられ、他方の傾斜プレート１４の端部１４ｂからガイドプレート１４ａに落下するブース循環水１２は第１ウォータフォールゲート１２ａを形成する。また、端部１４ｂが設けられた傾斜プレート１４には、別途、傾斜部途中の下側に曲面を有するガイドプレート１４ｃおよび１４ｄが設けられ、一方、ガイドプレート１４ａが設けられた傾斜プレート１４には、傾斜部途中の下側に曲面を有するガイドプレート１４ｅが設けられている。よって、第１ウォータフォールゲート１２ａを形成して落下したブース循環水１２はガイドプレート１４ａの端部からガイドプレート１４ｃに落下することで第２ウォータフォールゲート１２ｂを形成し、ガイドプレート１４ｃの端部からガイドプレート１４ｅに落下することで第３ウォータフォールゲート１２ｃを形成する。

上記ウォータフォールゲートの数は、塗装ブースの能力や形状を考慮して適宜決定することができる。また、曲面状のガイドプレート１４ａ、１４ｃ、１４ｄおよび１４ｅについては、直斜状の従来型を使用してもよい。

曲面状のガイドプレート１４ｄおよび１４ｅの各端部には、本発明の主要な構成であるウォータサーフェイスプレート１５、１５が取り付けられている。ウォータサーフェイスプレート１５、１５は板状部材であり、捕集水であるブース循環水１２の液面上に、液面と必要な間隙を保つように設置する。ウォータサーフェイスプレート１５、１５の形状は、平板状あるいは波板状が好ましく、強制接触部３０の下端開口から外側に向かって１００ｍｍ〜６００ｍｍの幅（Ａ）とすることが好ましい。この幅が１００ｍｍ未満ではエアとブース循環水１２との接触が不十分となることがあり、一方６００ｍｍを超えるとエアを通過させるための負荷が過大となり空調機７に支障をきたすことがある。

またウォータサーフェイスプレート１５、１５とブース循環水１２の水面との間隙（Ｃ）は２０ｍｍ〜１６０ｍｍの範囲が好ましい。この間隙は、ウォータサーフェイスプレート１５、１５全体にわたって一定である必要はない。例えば、ガイドプレート１４ｄおよび１４ｅの各端部側の間隙を狭くし、外側へ行くほど広くすることで、ウォータフォールの形成に使用したブース循環水１２の巻き込みを防止し、エアの抜けを容易にすることができる。上記間隙が２０ｍｍ未満では、ブース循環水１２が巻き込まれたりエアを通過させるための負荷が過大となり空調機７に支障をきたすことがある。一方１６０ｍｍを越えると、エアとブース循環水１２との接触が不十分となることがある。なお、前記間隙の調整方法について制限はないが、例えば、循環水フロータンク６のオーバーフロー部分にタンクレベルアジャスタ１６を設置して、適宜、液面を上下させることができる。

ウォータサーフェイスプレート１５は、図５に示すように後述の排気ダクト２１に面する片側だけに取り付けても良い。このような形状とした場合には、エアを通過させるための負荷が軽くなり空調機７の負担を緩和することができる。

捕集室３を上述のように構成したため、塗装室２で発生した塗料ミストを含むエア７ｂ、７ｄおよび７ｆは、塗装室床１７を通って捕集室３に流下し、傾斜プレート１４、１４の上を流れるブース循環水１２に接触し、次に、第１ウォータフォールゲート１２ａ、第２ウォータフォールゲート１２ｂおよび第３ウォータフォールゲート１２ｃをくぐり抜ける過程でおおよその塗料ミストがブース循環水１２に吸収される。なお、ブース循環水１２への塗料ミストの吸収を容易にするために、塗料ミストを凝集させるためのゲル化剤をポット状の強制接触部３０の直上に配置したスプレー１８ａ、及び捕集室３内に配置したスプレー１８ｂから噴射してもよい。

第３ウォータフォールゲート１２ｃをくぐり抜けたエアは、次にウォータサーフェイスプレート１５、１５の下に潜り込み、ブース循環水１２の液面に押し付けられながらウォータサーフェイスプレート１５、１５の下を進行した後に開放される。

その後エアは、捕集室３側面のブースサイドウォータカーテン１９とブースダストキャッチャースリットゲート２０とをくぐって、さらにチャンバーウォータカーテン２２とチャンバーダストキャッチャースリット２３とをくぐって排気チャンバー２４に移動する。

そして、排気チャンバー２４内でエアは、さらに排気チャンバーウォータカーテン２５および２６を順次くぐって上昇し、二重エリミネータ２７から出て二次エア再生ユニット８または１０へ送られて再利用され、あるいは、外装塗装室２ｃで使用したエアの処理済分は排気システムへ送られて浄化された後、外気に開放される。

なお、ブースサイドウォータカーテン１９、チャンバーウォータカーテン２２、排気チャンバーウォータカーテン２５および２６を形成するための排気ダクト循環水は、本図に示したようにブース循環水１２の一部を利用することができる。

図６は別実施例を説明した図３と同様の断面図、図７は図６の要部拡大図である。この実施例にあっては、被塗装物Ｗの搬送方向と直交する方向に一対のポット状の強制接触部３０を設け、更にウォータサーフェイスプレート１５の先端１５ａを水面に向けて屈曲し、ミストを捕集しやすい構造にしている。この実施例にあっては幅（Ａ）及び間隔（Ｃ）については前記実施例と同様であるが、先端１５ａを含まない部分の幅（Ｂ）については、７５〜４９０ｍｍとし、先端１５ａの最外側と水面との間隔（Ｄ）については１５〜８０ｍｍとする。

本発明の塗装ブースにおいて、水性塗料を使用した場合には再生エアをそのまま利用することができるが、溶剤型塗料を使用した場合は、二次エア再生ユニット８または１０で処理したエアを、さらにＶＯＣ除去装置へ導き、含有する揮発性有機溶剤の９５〜９８％程度を除去した後に再利用することが望ましい。

本発明の塗装ブースは、エアを高効率で清浄化して繰り返し利用することができ、最終的に大気に排出する際にも排気システムに負荷を掛けることがないため、自動車車体用塗装に限らず、あらゆる塗装、例えば自動車部品、プラスチック製品の塗装に好適に利用することができる。

本発明に係る塗装ブースの全容を示す概要図同塗装ブースの斜視図本発明に係る塗装ブースの捕集室の詳細を示す断面図図３の要部拡大図本発明に係るウォータサーフェイスプレートの変形例を示す図４と同様の図別実施例を説明した図３と同様の断面図図６の要部拡大図

符号の説明

１…塗装ブース、２…塗装室、２ａ…ボディ清掃室、２ｂ…内装塗装室、２ｃ…外装塗装室、２ｄ…補正塗装室、３…捕集室、４…載置台、５…加熱乾燥工程、６…循環水フロータンク、７…空調機、７ａ…新鮮エア、７ｂ…エア、７ｃ，７ｄ…二次エア、７ｅ，７ｆ…三次エア、８，１０…エア再生ユニット、９，１１…エリミネータ板、１２…ブース循環水（捕集液）、１２ａ…第１ウォータフォールゲート、１２ｂ…第２ウォータフォールゲート、１２ｃ…第３ウォータフォールゲート、１３…上部側溝、１４…傾斜プレート、１４ａ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ…ガイドプレート、１４ｂ…端部、１５…ウォータサーフェイスプレート、１５ａ…ウォータサーフェイスプレートの先端、１６…タンクレベルアジャスタ、１７…塗装室床、１８…ゲル化剤スプレー、１９…ブースサイドウォータカーテン、２０…ブースダストキャッチャースリットゲート、２２…チャンバーウォータカーテン、２３…チャンバーダストキャッチャースリット、２４…排気チャンバー、２５,２６…排気チャンバーウォータカーテン、２７…二重エリミネータ、３０…強制接触部、Ｗ…被塗装物。

Claims

搬送される被塗装物に塗装を施す塗装室の下方に、塗装室と連通する捕集室を設け、前記塗装室内に上から下に向かう気流を形成し、この気流を捕集液に接触させて塗料ミストを回収するようにした塗装ブースにおいて、前記捕集室には気流をウォータフォールに接触させる強制接触部を設け、この強制接触部の下端には捕集室に貯留された捕集液に対向する開口が形成され、且つ捕集室に貯留された捕集液の水面と一定の間隔を保つことで前記強制接触部から出た気流を捕集液の表面に接触させる確率を高めるウォータサーフェイスプレートを前記開口近傍から外側に向かって且つ外側端が前記捕集室内で開放されるように設けたことを特徴とする塗装ブース。
請求項１に記載の塗装ブースにおいて、前記ウォータサーフェイスプレートは、前記開口から外側に向かって１００ｍｍ〜６００ｍｍの幅を有し、かつ前記捕集室に貯留された捕集液の水面とウォータサーフェイスプレートの間隙は２０ｍｍ〜１６０ｍｍとしたことを特徴とする塗装ブース。