JP4531419B2 - 塗装ブースのミスト捕捉機構及び塗装ブース - Google Patents

Description

本発明は、塗装ブースに係り、特に、通気性を有する底壁部下方に配設され、略中央に排出部が設けられてなる一対のフロープレートを有し、該フロープレート上を流れる洗浄水により、前記底壁部から通過する通過気体中の塗料ミストを捕捉可能に構成された塗装ブースのミスト捕捉機構に関するものである。

自動車ボディ等のワークを塗装するための塗装ブースは、一般に、両端に入口と出口とを有するとともに、天井部、底壁部及び側壁部を備えたいわばトンネル形に構成されている。図６に示すように、底壁部６１においては、自動車ボディ６２を１台ずつ移送するためのコンベア６３が設けられている。そして、当該コンベア６３で移送させる過程において、図示しない塗装機によって自動車ボディ６２の表面に塗料が吹き付けられることで、塗装が施される。

上述の塗装ブース６０においては、一般に、空気が天井部から下方へ向けて流れる構成となっている。これによって、塗装エリアに漂っている塗料ミスト等が、下方へと移動させられる。塗料ミストが発生するのは、塗装機による塗料の吹き付け時における飛散等によるものである。そして、一般には、底壁部６１の下方にミスト捕捉機構を設け、塗装ブース６０の塗料ミストを適切に処理することが行われる。

具体的には、スノコ状の底壁部６１の下方には、下流ほど低くなっている一対のフロープレート６４，６５が設置され、その略中央に排出部６６が設けられている。また、塗装ブース６０の両側壁６７，６８に沿って樋７１，７２が設けられ、当該樋７１，７２に洗浄水が供給される。そして、樋７１，７２をオーバーフローする洗浄水は、フロープレート６４，６５上を中央に向かって膜状に流れる。

また、底壁部６１の下方には、排気ダクト７３を含む排気機構が設置されている。そして図示しない排気装置により、塗装ブース６０内の気体が前記排出部６６から排気ダクト７３を介して排出される。このとき、気体中の塗料ミストが上記膜状の洗浄水によって捕捉され、排水路を介して図示しない処理槽に溜められる（例えば、特許文献１，２等）。なお、排気機構には、フィルタ７４が設けられており、これにより、依然として気体中に残存する塗料ミストが捕捉、除去される。
特開平７−１８５４２０号公報 特開平１０−２７２３９５号公報

上記のように、洗浄水が樋７１，７２をオーバーフローすることで、水膜の均等化が図られている。しかしながら、上記構成では、図７（ａ）に示すように、樋７１，７２内に塗料滓成分（スラッジ）が沈降・固着し、かかるスラッジが成長することで、水膜の均等化が阻害されてしまうおそれがあった。また、場合によっては、樋７１，７２から突出するスラッジにより、水流が妨げられてしまう所謂「水切れ」現象が発生し、ひいては図７（ｂ）に示すように、フロープレート６４（，６５）上にもスラッジが堆積するという悪循環を招くおそれもあった。さらに、この場合、メンテナンス作業にも悪影響を招くおそれがあった。

なお、樋７１，７２の代わりに配管を設置し、配管から多数の分岐パイプを分岐させ、該分岐パイプから洗浄水を放出することも考えられるが、オーバーフロー方式に比べてより均等な水膜を形成しにくく、分岐パイプの本数もより多く設ける必要性が生じ、コスト高となるおそれがある。

そこで、本発明では、スラッジ堆積による不具合防止を図るとともに、より均等な水膜を形成することでより効率的に塗料ミストを捕捉でき、ひいてはコストの著しい低減を図ることの可能なミスト捕捉機構及び当該捕捉機構を具備する塗装ブースを提供することを技術的課題としている。

以下、上記課題等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。

手段１．塗装ブースの通気性を有する底壁部下方に配設され、略中央に排出部が設けられてなる一対のフロープレートと、前記塗装ブースの長手方向両側縁に沿って延び、洗浄水が流れる配管と、前記配管に対し所定間隔毎に設置され、前記フロープレートの側縁部に対し洗浄水を送水する複数の分岐パイプとを備え、前記分岐パイプから送水され、前記フロープレート上を前記側縁部から中央部側に向けて膜状に流れ、略中央の排出部から排出される洗浄水により、前記底壁部から通過する通過気体中の塗料ミストを捕捉可能に構成された塗装ブースのミスト捕捉機構であって、前記分岐パイプからの洗浄水が前記塗装ブースの各側壁部に向かって送水されるよう構成するとともに、前記分岐パイプの少なくとも先端部位を、前記塗装ブースの各側壁部に対し、水平方向から見て斜めに交わるように配設したことを特徴とする塗装ブースのミスト捕捉機構。

上記手段１によれば、塗装ブースの長手方向両側縁に沿って延びる配管に対し所定間隔毎に設置された複数の分岐パイプから、一対のフロープレートの側縁部に対し洗浄水が送水される。すると、洗浄水は、フロープレート上を側縁部から中央部側に向けて膜状に流れ、略中央の排出部から排出される洗浄水により、底壁部から通過する通過気体中の塗料ミストが捕捉される。このように、手段１では、樋をオーバーフローさせて洗浄水を流す従来技術とは異なり、分岐パイプから送水する構成を採用しているため、塗料滓成分（スラッジ）が沈降・固着し、かかるスラッジが成長することに起因して水膜の均等化が阻害されてしまうといった事態を防止できる。また、手段１では、分岐パイプからの洗浄水が前記塗装ブースの各側壁部に向かって送水される。つまり、分岐パイプからの洗浄水は、中央部側に向けてではなく、一旦外方へ送水された後、いわば反転して中央部側に向けて膜状に流れる。そのため、かかる反転過程において水膜の厚さ斑が解消され、より広範な領域において水膜の均等化を図ることができる。さらに、分岐パイプの少なくとも先端部位が、塗装ブースの各側壁部に対し、水平方向から見て斜めに交わるように配設されている。このため、塗装ブースの各側壁部に対し直交方向に交わる場合に比べて、全体の水膜の均等化が図られる。また、フロープレート上を流れる洗浄水の水流には、斜め方向成分も含まれることとなる。そのため、万が一フロープレート上にスラッジが存在したとしても、そのスラッジの下流側部位においても水流が形成されることとなるため、水膜切れの領域が比較的少なくて済む。結果として、ミストの捕捉に重大な影響を及ぼすといった事態を回避することができる。そして、上記のように水膜の均等化が図られることから、捕捉に必要最低限の膜厚を確保するための洗浄水の流量（ひいては、例えば配管に給水するポンプの出力）を最小限に抑えることができ、もってコストの低減を図ることができる。さらに、分岐パイプの設置間隔を比較的長くしたとしても均等な水膜を確保できることから、設置する分岐パイプの本数を少なくでき、かかる意味からも設備の複雑化防止及びコストの低減を図ることができる。

手段２．塗装ブースのスノコ状の底壁部下方に配設され、略中央に排出部が設けられてなる一対のフロープレートと、前記塗装ブースの長手方向両側縁に沿って延び、洗浄水が流れる配管と、前記配管に対し所定間隔毎に設置され、前記フロープレートの側縁部に対し洗浄水を送水する複数の分岐パイプと、前記排出部を介して前記塗装ブース内の気体を排気する排気手段とを備え、前記分岐パイプから送水され、前記フロープレート上を前記側縁部から中央部側に向けて膜状に流れ、略中央の排出部から排出される洗浄水により、前記排気手段によって前記底壁部から通過する通過気体中の塗料ミストを捕捉可能に構成された塗装ブースのミスト捕捉機構であって、前記分岐パイプからの洗浄水が前記塗装ブースの各側壁部に向かって送水されるよう構成するとともに、前記分岐パイプの少なくとも先端部位を、前記塗装ブースの各側壁部に対し、水平方向から見て斜めに交わるように配設したことを特徴とする塗装ブースのミスト捕捉機構。

手段２によっても、基本的には上記手段１と同様の作用効果が奏される。また特に、手段２では、排出部を介して塗装ブース内の気体を排気する排気手段が設けられており、これにより、底壁部から通過する通過気体中の塗料ミストがより効率的に捕捉される。

手段３．前記各配管に設置される各分岐パイプの先端部位は、互いに略平行に延びていることを特徴とする手段１又は２に記載の塗装ブースのミスト捕捉機構。

手段３によれば、各配管に設置される各分岐パイプの先端部位は、互いに略平行に延びているため、各分岐パイプからの洗浄水により形成される水膜（水流）の形成パターンにばらつきが生じにくく、より一層の水膜の均等化が図られる。

手段４．前記分岐パイプの先端部位が前記塗装ブースの各側壁部に対し水平方向から見て交わる角度を、４５度以上７５度以下にしたことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の塗装ブースのミスト捕捉機構。

手段４のように、分岐パイプの先端部位が塗装ブースの各側壁部に対し水平方向から見て交わる角度を、４５度以上７５度以下とすることで、上述した作用効果（水膜の均等化）がより確実に奏される。なお、前記角度が４５度未満の場合には、部位毎の水膜の斑が大きくなるおそれがある。また、前記角度が７５度を超える場合にも、部位毎の水膜の斑が大きくなるおそれがある。さらに、「４５度以上７５度以下」とあるのを「５５度以上６５度以下」としてもよく、さらにまた「略６０度又はその近傍角度」としてもよい。

手段５．手段１乃至４のいずれかに記載の塗装ブースのミスト捕捉機構を具備してなる塗装ブース。

このような塗装ブースとすることで、ブース全体としてのコスト低減、メンテナンス作業に際しての作業性の飛躍的な向上を図ることができる。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態における塗装ブース１１を示す断面概略図である。塗装ブース１１は、両端に入口と出口とを有するとともに、底壁部１２、側壁部１３，１４及び図示しない天井部を備えたいわばトンネル形に構成されている。底壁部１２においては、塗装対象たる自動車ボディ１５を１台ずつ移送するためのコンベア１６が設けられている。そして、当該コンベア１６で移送させる過程において、図示しない塗装装置によって自動車ボディ１５の表面に塗料が吹き付けられることで、塗装が施される。

本実施形態における塗装ブース１１においては、塗装エリアに漂っている塗料ミスト等を下方へと移動させ捕捉するための機構が設けられている。具体的には、スノコ状の（通気性を有する）底壁部１２の下方には、下方ほど低くなっている一対のフロープレート２１，２２が設置され、その略中央に排出部２３が設けられている。排出部２３の下方には貯留部２４が設けられている。

また、各フロープレート２１，２２上方には、両側壁部１３，１４に沿って塗装ブース１１の長手方向に延びる配管３１，３２が設けられており、図示しないポンプによって当該配管３１，３２に洗浄水が供給される。各配管３１，３２には、所定間隔毎（例えば１ｍ毎）に略Ｌ字状をなす分岐パイプ３３，３４が設けられている。すなわち、本実施形態における分岐パイプ３３，３４は、一旦下方に延び、屈曲した上で水平に延びており、それぞれ外方（側壁部１３，１４）に向けて開口している。

さらに、底壁部１２の下方には、排気ダクト３５を含む排気機構が設置されている。そして図示しない排気装置により、塗装ブース１１内の気体が前記排出部２３から排気ダクト３５を介して排出される。排気ダクト３５近傍には、フィルタ３６が設けられており、当該フィルタ３６により、気体中に残存する塗料ミストが捕捉、除去されるようになっている。

そして、かかる構成下、各配管３１，３２に供給された洗浄水は、分岐パイプ３３，３４を介してフロープレート２１，２２の側壁部１３，１４側、つまり外方に向けて流下させられ、フロープレート２１，２２上を中央に向かって膜状に流れ、排出部２３から貯留部２４へと導出される。このとき、洗浄水とともに下方へと流下する気体中の塗料ミストが、上記膜状の洗浄水によって捕捉され、洗浄水とともに上記貯留部２４に溜められる。

さて、分岐パイプ３３，３４が外方に向けて開口している点については上述したとおりである。これに加えて、本実施形態では、図２，図３に示すように、分岐パイプ３３（，３４）の先端部位が、前記塗装ブース１１の各側壁部１３，１４に対し、水平方向から見て斜めに交わるように配設されている。より詳しくは、各分岐パイプ３３（，３４）同士は、互いに平行に延びているとともに、各分岐パイプ３３（，３４）の先端部位と塗装ブース１１の各側壁部１３，１４とのなす角度が、６０度となるように設定されている。

次に、上記のように構成されてなる本実施形態の作用効果について説明する。

上述のとおり、本実施形態によれば、樋をオーバーフローさせて洗浄水を流す従来技術とは異なり、分岐パイプ３３，３４から送水する構成を採用しているため、塗料滓成分（スラッジ）が沈降・固着し、かかるスラッジが成長することに起因して水膜の均等化が阻害されてしまうといった事態を防止できる。

また、本実施形態では、分岐パイプ３３，３４の先端が塗装ブース１１の各側壁部１３，１４に向けて開口させられている。つまり、分岐パイプ３３，３４から送水される洗浄水は、中央部側に向けてではなく、一旦外方へ送水された後、いわば反転して中央部側に向けて膜状に流れる。そのため、かかる反転過程において水膜の厚さ斑が解消され、より広範な領域において水膜の均等化を図ることができる。

しかも、本実施形態では、分岐パイプ３３，３４の先端部位が、各側壁部１３，１４に対し、水平方向から見て斜めに交わるように配設されている。このため、塗装ブースの各側壁部に対し直交方向に交わる場合に比べて、全体の水膜の均等化が図られる。すなわち、１本の分岐パイプ３３（，３４）に着目してみると、膜厚の分布は図３（ａ）に示すようになるのであるが、複数本の分岐パイプ３３（，３４）を並べることで、図３（ｂ）に示すように、互いの流量不足分を補い合い、より均等な膜厚を確保することができる。

そして、上記のように水膜の均等化が図られることから、ミストの捕捉に必要最低限の膜厚を確保するための洗浄水の流量（ひいては、例えば配管３１，３２に給水するポンプの出力）を最小限に抑えることができ、もってコストの低減を図ることができる。さらに、分岐パイプ３３，３４の設置間隔を比較的長くしたとしても均等な水膜を確保できることから、設置する分岐パイプ３３，３４の本数を少なくでき、かかる意味からも設備の複雑化防止及びコストの低減を図ることができる。

さらに、本実施形態によれば、フロープレート２１，２２上を流れる洗浄水の水流には、斜め方向成分も含まれることとなる。そのため、図４に示すように、万が一フロープレート２１（，２２）上にスラッジが存在したとしても、水流が交差し合い、そのスラッジの下流側部位においても水流が形成されることとなるため、水膜切れの領域が比較的少なくて済む。結果として、ミストの捕捉に重大な影響を及ぼすといった事態を回避することができる。

なお、上記作用効果を確認するべく種々の条件下における実験を行った。以下にその代表的な事例について説明する。まず、比較例１として、側壁部に対し直交する方向に延びる分岐パイプを所定間隔（１ｍ）毎に配設し、洗浄液を外方に向けて放水させた。また、実施例１として、複数の分岐パイプを比較例１と同じ所定間隔毎に配設し、かつ、側壁部に対する交わり角度を、６０゜に設定した上で洗浄液を外方に向けて放水させた。さらに、実施例２，３として、複数の分岐パイプを所定間隔毎に配設し、かつ、側壁部に対する交わり角度を、それぞれ４５゜，３０゜に設定した上で洗浄液を外方に向けて放水させた。そして、各測定ポイント（特定の分岐パイプ先端に相当する部位から所定距離だけ中心部側（下流側）の位置（ここでは２ｍ下流側の位置）を原点としてそこから側壁方向に沿って０．５ｍ、１ｍ、１．５ｍ、２ｍ、２．５ｍ、３ｍ離れた位置）における水膜の厚さを測定した。但し、このとき、各測定ポイントでの最低水膜がほぼ４ｍｍとなるよう流水量（ポンプ出力）を調整した。

そのときの測定結果を図５に示す。同図に示すように、比較例１では、水膜の斑が著しく大きく、ポンプ出力を抑えた場合には、水膜切れ発生のおそれがあることがわかる。これに対し、実施例１〜３（特に実施例１）では、各位置ごとの水膜斑が少なく、均等化が図られていることがわかる。なお、図からは明らかではないが、比較例１では、最低膜厚４ｍｍを確保するために、実施例１〜３に比べて、３０％〜２０％以上も多くのポンプ出力を必要とすることが判った。換言すれば、実施例１〜３によれば、比較例１に比べて２０％以上ものポンプ出力を抑制でき、省エネルギー化に貢献できるといえる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、分岐パイプ３３，３４の先端部分が略水平方向に延びるようにしているが、所定角度上方を向くように構成してもよい。

（ｂ）上記実施形態では特に言及していないが、分岐パイプ３３，３４から送水される洗浄水が、直接側壁部１３，１４に当たるよう分岐パイプ３３，３４を側壁部１３，１４の近接位置にまで延設してもよいし、直接側壁部１３，１４には当たらないよう（一旦フロープレート２１，２２に当たるよう）分岐パイプ３３，３４と側壁部１３，１４との間とを所定距離離間させることとしてもよい。後者の場合には、分岐パイプ３３，３４からの洗浄水が直接側壁部１３，１４に当たらないため、水流がばらけず、安定した水膜を形成しやすいというメリットがある。

（ｃ）フロープレート２１，２２は必ずしも中心側ほど低くなっている必要はなく、例えば一部の領域において略水平面を具備していてもよい。

（ｄ）上記実施形態では、塗装対象となるワークとして、自動車ボディ１５に具体化しているが、他のワークの塗装を行う塗装ブースに適用してもよい。

一実施形態における塗装ブースを模式的に示す断面図である。 塗装ブースのうち、一方のフロープレートの一部を上方から見た模式的な平断面図である。 （ａ）は１本の分岐パイプによる水膜形成パターンを示す模式図及び１点鎖線部における膜厚分布図であり、（ｂ）は複数本の分岐パイプによる水膜形成パターンを示す模式図及び１点鎖線部における膜厚分布図である。 実施形態の効果を説明する水膜形成パターンを示す模式図。 実施形態の効果を説明する図であって、各位置ごとの水膜の厚さの関係を示す比較例及び実施例のグラフである。 従来技術における塗装ブースを模式的に示す断面図である。 （ａ）はスラッジが堆積した状態を示す断面模式図であり、（ｂ）はスラッジが堆積した場合も一方のフロープレートの一部を上方から見た模式的な平断面図である。

符号の説明

１１…塗装ブース、１２…底壁部、１３，１４…側壁部、１５…被塗装物としての自動車ボディ、２１，２２…フロープレート、２３…排出部、３１，３２…配管、３３，３４…分岐パイプ、３５…排気ダクト。

Claims (5)

1. 塗装ブースの通気性を有する底壁部下方に配設され、略中央に排出部が設けられてなる一対のフロープレートと、
   前記塗装ブースの長手方向両側縁に沿って延び、洗浄水が流れる配管と、
   前記配管に対し所定間隔毎に設置され、前記フロープレートの側縁部に対し洗浄水を送水する複数の分岐パイプと
   を備え、前記分岐パイプから送水され、前記フロープレート上を前記側縁部から中央部側に向けて膜状に流れ、略中央の排出部から排出される洗浄水により、前記底壁部から通過する通過気体中の塗料ミストを捕捉可能に構成された塗装ブースのミスト捕捉機構であって、
   前記分岐パイプからの洗浄水が前記塗装ブースの各側壁部に向かって送水されるよう構成するとともに、前記分岐パイプの少なくとも先端部位を、前記塗装ブースの各側壁部に対し、水平方向から見て斜めに交わるように配設したことを特徴とする塗装ブースのミスト捕捉機構。
2. 塗装ブースのスノコ状の底壁部下方に配設され、略中央に排出部が設けられてなる一対のフロープレートと、
   前記塗装ブースの長手方向両側縁に沿って延び、洗浄水が流れる配管と、
   前記配管に対し所定間隔毎に設置され、前記フロープレートの側縁部に対し洗浄水を送水する複数の分岐パイプと、
   前記排出部を介して前記塗装ブース内の気体を排気する排気手段と
   を備え、前記分岐パイプから送水され、前記フロープレート上を前記側縁部から中央部側に向けて膜状に流れ、略中央の排出部から排出される洗浄水により、前記排気手段によって前記底壁部から通過する通過気体中の塗料ミストを捕捉可能に構成された塗装ブースのミスト捕捉機構であって、
   前記分岐パイプからの洗浄水が前記塗装ブースの各側壁部に向かって送水されるよう構成するとともに、前記分岐パイプの少なくとも先端部位を、前記塗装ブースの各側壁部に対し、水平方向から見て斜めに交わるように配設したことを特徴とする塗装ブースのミスト捕捉機構。
3. 前記各配管に設置される各分岐パイプの先端部位は、互いに略平行に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗装ブースのミスト捕捉機構。
4. 前記分岐パイプの先端部位が前記塗装ブースの各側壁部に対し水平方向から見て交わる角度を、４５度以上７５度以下にしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗装ブースのミスト捕捉機構。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の塗装ブースのミスト捕捉機構を具備してなる塗装ブース。

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