JP5041461B2 - 塗装室用除湿及び有機溶剤処理システム - Google Patents

Description

本発明は、船体ブロック、橋梁ブロックを塗装するための塗装室に外気を除湿して供給すると共に、塗装室で発生する有機溶剤を処理して大気中に排気する塗装室用除湿及び有機溶剤処理システムに関する。

造船所、橋梁物工場では、船や橋梁を輪切りにしたような船体ブロック、橋梁ブロックにエアーブラスト及び塗装を行う（例えば特許文献１参照）。船体ブロック、橋梁ブロックは約２０ｍ×２０ｍ×１０ｍＨ程度の大きさなので、ブラスト室、塗装室はそれ以上の例えば５０ｍ×３５ｍ×１７ｍＨの大きさをもつ。船体ブロック、橋梁ブロックは台車に載せられて塗装室に搬入される。塗装に先立ってブラスト室では、船体ブロック、橋梁ブロックにエアーブラストを行う。塗装室では、人力で塗装用のスプレーガンを用いて塗装が行われる。

船体ブロック、橋梁ブロックは事前にエアーブラストがなされているので、塗装する際に船体ブロック、橋梁ブロックは生の金属が露出している状態になっている。造船業界の塗装指針には、船体ブロック、橋梁ブロックが錆びるのを防止するため、塗装室の雰囲気湿度を所定以下、例えば８５％以下にし、且つ冬場の雰囲気温度を所定温度以上、例えば５℃以上にすることが定められている。上述の温度・湿度の条件を満たそうとすると、除湿機で塗装室の温度・湿度を管理する必要がある。

そのうえ、塗装室内で塗料（ペンキ）を塗ると、塗料中の有機溶剤（シンナ）が塗装室内で発生する。塗装を行う人の環境を守るため、労働基準局は塗装室内での有機溶剤の濃度を所定以下に下げることを定めている。そして、大気に排気される有機溶剤の量を低減するため、大気汚染防止法は大気中へ排出される有機溶剤の濃度を所定以下に下げることを定めている。それゆえ、塗装室内で発生した有機溶剤を含む空気を有機溶剤除去装置で除去して大気中に排出する必要がある。

上記に記載の温度・湿度の条件も満たし、且つ有機溶剤の濃度も低減するため、図５に示されるように、従来の塗装室の換気システムには、外気を除湿して塗装室１に供給する除湿機２と、塗装室１で発生する有機溶剤を含む空気を処理して大気中に排気する有機溶剤除去装置３と、が組み込まれていた。
特公昭５８−４７２３１号公報

しかし、除湿機及び有機溶剤除去装置の風量は、室内の体積×換気回数（室内の空気を１時間当たり交換できる回数）によって定められるので、室内の体積及び換気回数のいずれも大きい塗装室用換気システムでは、除湿機及び有機溶剤除去装置共にの風量が必然的に大きくなり、除湿機及び有機溶剤除去装置が大型化する。除湿機及び有機溶剤除去装置の大型化は、初期費用の増大のみならずランニングコストの増大を招く。例えば塗装室の大きさが５０ｍ×３５ｍ×１７ｍＨであるとし、換気回数を５回／ｈにとると、除湿機及び有機溶剤除去装置の風量は共に、５０×３５×１７×５／６０＝２４８０ｍ^３／ｍｉｎになってしまう。

この問題を解決するために、空調機に室内の空気を循環させる空調用の換気システムと同様に、除湿機に一旦除湿した塗装室内の空気を循環させることが考えられる。しかし、塗装室内は有機溶剤が発生するので、有機溶剤が除湿機の熱交換器に接触して悪影響を及ぼしたり、塗装室内の有機溶剤の濃度が上昇したりするという問題が生ずる。

そこで本発明は、除湿機が大型化することなく、しかも塗装室内の有機溶剤の濃度も上昇することのない塗装室用除湿・有機溶剤処理システムを提供することを目的とする。

ところで、一概に塗装室といっても塗装作業の工程上、塗装工程の後に必ず乾燥工程が行われる。このため塗装室は、塗装を行っている部屋と乾燥を行っている部屋とに分かれる。塗装作業員が居るのは塗装を行っている部屋だけで、乾燥を行っている部屋は無人になる。そして、塗装作業全体を効率的に行うため、複数の塗装室が一組にされ、作業員によって塗装が行われるのはそのうちの一部屋のみで残りの部屋では乾燥が行われる。例えばＡ，Ｂの二つの塗装室が一組にされる場合、塗装作業員が塗装作業を行うのはＡ又はＢの塗装室のみであり、残りの塗装室では乾燥工程が行われる。また、Ａ，Ｂ，Ｃの三つの塗装室が一組にされる場合、塗装作業員が塗装作業を行うのはＡ，Ｂ，Ｃのうちの一つの塗装室のみであり、残りの二つの塗装室では乾燥工程が行われる。

塗装が行われている塗装室では、有機溶剤の発生量も大きく、且つ作業員もいるので、有機溶剤除去装置の処理能力を上げる必要がある。他方、乾燥が行われている塗装室では、有機溶剤の発生量も少ないし、且つ作業員もいないので、有機溶剤除去装置の処理能力をそれほど上げる必要もない。従来の有機溶剤除去装置はこのような塗装室の使用状況に着目したものといえず、有機溶剤除去装置が大型化し易く、初期費用及びランニングコストの増大を招いていた。

そこで、本発明の他の目的は、塗装室の使用状況に着目し、有機溶剤除去装置が大型化することのない塗装室用有機溶剤処理システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外気を除湿して塗装室に供給すると共に、この塗装室で発生する有機溶剤を処理して大気中に排気する塗装室用除湿及び有機溶剤処理システムであって、外気を除湿して塗装室に供給する除湿機と、前記塗装室で発生する有機溶剤を含む空気を処理して大気中に排気すると共に、処理した前記塗装室内の空気の一部を再び前記塗装室に循環させる有機溶剤除去装置と、を備え、前記塗装室は、塗装及び乾燥が交互に行われる複数の塗装室からなり、前記除湿機は、前記複数の塗装室それぞれに対応して設けられる複数の専用の除湿機からなり、前記有機溶剤除去装置は、前記複数の塗装室それぞれに対応して設けられ、各塗装室で発生する有機溶剤を含む空気を処理して大気中に排気する複数の専用の有機溶剤除去装置と、ダクトのダンパの切換えによって、前記複数の塗装室のうち塗装が行われている塗装室のみの有機溶剤を含む空気を処理して当該塗装が行われている塗装室へ再び循環させることができる応援用の有機溶剤除去装置と、からなることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、有機溶剤除去装置が処理した空気の一部を塗装室に循環させるので、除湿機の処理能力を低減することができ、しかも塗装室内の有機溶剤の濃度も高くなることがない。また、塗装又は乾燥作業の状態に応じて、ダクトのダンパを切替えて有機溶剤除去装置の運転台数を制御することにより、全体システムの省エネ、低価格化を図ることができる。

以下添付図面に基づいて本発明の塗装室用除湿・有機溶剤処理システムの実施形態を説明する。図１は、本発明の第一の実施形態における塗装室用除湿・有機溶剤処理システムの概念図である。塗装室用除湿・有機溶剤処理システムは、外気を除湿して塗装室４に供給する除湿機５と、塗装室４で発生する有機溶剤を処理して大気中に排気する有機溶剤除去装置６と、を備える。

除湿機５は、外気を除湿する除湿機本体５ａと、除湿機本体５ａで除湿された外気を塗装室４内へ導く吸気ダクト５ｂとから構成される。除湿機本体５ａは、外気を冷却して水蒸気を結露させて、空気中の水分を除去する。単に冷却して結露させるだけだと相対湿度が下がるので、水分を除去した後加温することもある。冬季の湿度が低いときには加温だけのときもあるし、夏場の温度が高いときには冷却だけのときもある。除湿機本体５ａの運転モードは外気の温度・湿度の条件に合わせて切り換えられる。切換えは、作業員がその日の温湿度をみて行ってもよいし、塗装室４に設置される温度・湿度センサによって自動的に行ってもよい。除湿機本体５ａの処理風量、すなわち塗装室４の外気の取り入れ量は、空調便覧で定められる工場設備の換気回数０．５〜３回／ｈを使用するのが望ましい。

有機溶剤除去装置６は、塗装室４内で発生する有機溶剤を処理する有機溶剤除去装置本体６ａと、有機溶剤除去装置本体６ａで処理された塗装室４内の空気を大気中に排気する排気ダクト６ｂと、排気ダクト６ｂから分岐し、有機溶剤除去装置本体６ａで処理された塗装室４内の空気を再び塗装室４内へ循環させる循環ダクト６ｃと、を有する。

有機溶剤除去装置６の仕様は以下のように定められる。有機溶剤除去装置本体６ａの有機溶剤の処理能力は、塗装室４内で発生する有機溶剤の発生量及び除去率（例えば９０〜９７％）から定められる。また、有機溶剤除去装置本体６ａの処理風量は、塗装室４の容積×塗装室の換気回数（５〜８回／ｈ）によって定められる。有機溶剤除去装置本体６ａが処理した空気を大気中に排気する風量、すなわち排気ダクト６ｂに流れる風量は、除湿機５の処理風量に等しく設定される。また、有機溶剤除去装置本体６ａが処理した空気を塗装室４内に循環させる風量、すなわち循環ダクト６ｃに流れる風量は、有機溶剤除去装置本体６ａの全体の処理風量−排気ダクト６ｂに流れる風量、により求められる。

そして、求められた除湿機５の風量、有機溶剤除去装置６の風量、塗装室４内の有機溶剤の発生量、有機溶剤除去装置６の除去率等から、塗装室４内での有機溶剤の濃度を算出する。労働基準局は塗装室内での有機溶剤の濃度を１００ｐｐｍ以下にすることを定めている。算出された有機溶剤の濃度が１００ｐｐｍ以下であるかどうかを確認し、１００ｐｐｍ以下であれば、求められた値で除湿機５及び有機溶剤除去装置６の仕様を決定する。１００ｐｐｍ以上であれば、換気回数、外気取り入れ回数、有機溶剤除去装置６の除去率等を見直し、有機溶剤の濃度が１００ｐｐｍ以下になるまで除湿機５及び有機溶剤除去装置６の仕様を再計算する。

この実施形態では、塗装室の大きさを例えば５０ｍ×３５ｍ×１７ｍＨに設定し、換気回数を５回／ｈ、外気取り入れ回数を１．５回／ｈに設定している。この条件の下では除湿機５の風量は７５０ｍ^３／ｍｉｎに、有機溶剤除去装置６の処理風量は２４８０ｍ^３／ｍｉｎになる。そして、有機溶剤除去装置６が大気に排気する量は７５０ｍ^３／ｍｉｎになり、塗装室４に循環させる量は１７３０ｍ^３／ｍｉｎになる。同じ塗装室の大きさで算出した図５に示される従来の換気システムと比較すると、除湿機５の処理風量を２４８０ｍ^３／ｍｉｎから７５０ｍ^３／ｍｉｎに低減できるのがわかる。除湿機５の処理風量は、除湿機５が外気を処理する風量であり、これを約１／３に低減できると、除湿機５の容量も約１／３に低減できる。よって除湿機５が大型化するのを防ぐことができ、初期費用、ランニングコスト共に極めて低減できる。

本実施形態によれば以下の効果を奏する。有機溶剤除去装置が処理した空気の一部を塗装室に循環させるので、除湿機の処理能力を低減することができ、しかも塗装室内の有機溶剤の濃度も高くなることがない。また、大容量の塗装室からの有機溶剤排出量を完全におさえることが可能になる。さらに、有機溶剤除去装置は吸収剤としてカーボンを使用するケースが多く、このカーボンの吸湿性を利用することで、除湿機の容量を削減可能になる。

図２は、本発明の第二の実施形態における塗装室用除湿・有機溶剤処理システムを示す。この実施形態では、複数の例えば二つの塗装室７ａ，７ｂを一組にして、各塗装室７ａ，７ｂに専用の除湿機８ａ，８ｂ及び専用の有機溶剤除去装置１０ａ，１０ｂを設けると共に、二つの塗装室７ａ，７ｂのうち塗装が行われている塗装室のみを応援にいける応援用の有機溶剤除去装置１２とを設けている。応援用の有機溶剤除去装置１２は、ダクトのダンパ１３，１４の切換えによって、二つの塗装室７ａ，７ｂのうち塗装が行われている塗装室のみの有機溶剤を含む空気を処理して当該塗装が行われている塗装室へ再び循環させる。

作業員が塗装室７ａに入り、塗装を行っているときは、換気回数が例えば５回／ｈ必要なので、応援用の有機溶剤除去装置１２が塗装室７ａの有機溶剤を含む空気を処理して塗装が行われている塗装室７ａへ再び循環させて５回／ｈを確保する。そのとき、乾燥を行っている塗装室７ｂでは、作業員がおらず、且つ有機溶剤の発生量も少ないので、換気回数が例えば１．５回／ｈ程度でよい。このため、専用の有機溶剤除去装置１０ｂのみで換気回数１．５回／ｈを確保する。応援用の有機溶剤除去装置１２を設けて切替えることにより、除湿機と有機溶剤除去装置を合せたトータルのブロワー風量が２台×（２４８０ｍ^３／ｍｉｎ＋２４８０ｍ^３／ｍｉｎ）＝９９２０ｍ^３／ｍｉｎ必要であったところ、４台×７５０ｍ^３／ｍｉｎ＋１７３０ｍ^３／ｍｉｎ＝４７３０ｍ^３／ｍｉｎで済む。二つの塗装室７ａ，７ｂのトータルで考えると、除湿機８ａ，８ｂ及び有機溶剤除去装置１０ａ，１０ｂ，１２の風量を低減できることがわかる。

本実施形態によれば以下の効果を奏する。塗装室の除湿装置と有機溶剤除去装置との外気取り入れ、放散のバランスを、塗装・乾燥作業の状態に応じて切り換えて運転台数を制御することにより、全体システムの省エネ、低価格化を図ることができる。装置の故障等の異常時においても切り換え等で操業が可能になる。さらに、大容量の塗装室からの有機溶剤排出量を完全におさえることが可能になる。さらに、有機溶剤除去装置は吸収剤としてカーボンを使用するケースが多く、このカーボンの吸湿性を利用することで、除湿機の容量を削減可能になる。

図３は、本発明の第三の実施形態における塗装室用除湿・有機溶剤処理システムを示す。この実施形態でも、複数の例えば二つの塗装室１４ａ，１４ｂを一組にして、各塗装室１４ａ，１４ｂに専用の有機溶剤除去装置１６ａ，１６ｂを設けている。そして、ダクトのダンパの切換えによって、二つの塗装室１４ａ，１４ｂのうち塗装が行われている塗装室のみを応援にいける応援用の有機溶剤除去装置１７を設けている。ただし、この実施形態では、応援用の有機溶剤除去装置１７はダクトのダンパ１９の切換えによって、二つの塗装室１４ａ，１４ｂのうち塗装が行われている塗装室のみの有機溶剤を含む空気を処理して大気中に排気する。除湿機１５ａ，１５ｂも同様に、二つの塗装室１４ａ，１４ｂに専用の除湿機１５ａ，１５ｂと、二つの塗装室１４ａ，１４ｂのうち塗装が行われている塗装室のみを応援にいける応援用の除湿機１８と、がある。応援用の除湿機１８は、ダクトのダンパ２０の切り換えによって、二つの塗装室１４ａ，１４ｂのうち、塗装が行われている塗装室のみに外気を除湿して供給する。

換気回数は、上記第二の実施形態における塗装室用除湿・有機溶剤処理システムと同様であり、塗装を行っている塗装室１４ａ，１４ｂでは換気回数の５回／ｈを確保し、乾燥を行っている塗装室１４ａ，１４ｂでは換気回数の１．５回／ｈを確保する。応援用の除湿機１８及び応援用の有機溶剤除去装置１７を設けて切替えることにより、除湿機と有機溶剤除去装置を合せたトータルのブロワー風量が２台×（２４８０ｍ^３／ｍｉｎ＋２４８０ｍ^３／ｍｉｎ）＝９９２０ｍ^３／ｍｉｎ必要であったところ、４台×７５０ｍ^３／ｍｉｎ＋２台×１７３０ｍ^３／ｍｉｎ＝６４６０ｍ^３／ｍｉｎで済むことになる。二つの塗装室１４ａ，１４ｂのトータルで考えると、除湿機１５ａ，１５ｂ，１８及び有機溶剤除去装置１６ａ，１６ｂ，１７の風量を低減できることがわかる。ただし、この実施形態では上記第二の実施形態の塗装室用除湿・有機溶剤処理システムと異なり、応援用の有機溶剤除去装置１７が処理した空気を循環させていないので、除湿機１８の風量が上記第二の実施形態の塗装室用除湿・有機溶剤処理システムよりも大きくなってしまう。

本実施形態によれば以下の効果を奏する。塗装又は乾燥作業の状態に応じて、ダクトのダンパを切替えて有機溶剤除去装置の運転台数を制御することにより、有機溶剤除去装置システムの省エネ、低価格化を図ることができる。装置の故障等の異常時においても切り換え等で操業が可能になる。さらに、大容量の塗装室からの有機溶剤排出量を完全におさえることが可能になる。さらに、有機溶剤除去装置は吸収剤としてカーボンを使用するケースが多く、このカーボンの吸湿性を利用することで、除湿機の容量を削減可能になる。

第二の実施形態の塗装室用除湿・有機溶剤処理システムを用いて、塗装室の換気量・循環量と室内の有機溶剤の濃度を試算した。具体的には、表１及び図４に示されるように、塗装室の容積×換気回数、で全体の換気風量を求めた。次に外気取入れ回数を定め、専用の除湿機及び専用の有機溶剤除去装置の風量を求め、全体の換気風量−専用の有機溶剤除去装置の風量、から応援用の有機溶剤除去装置の風量を求めた。図４中左側が塗装を行っている塗装室であり、換気回数を５回／ｈにとっている。右側が乾燥を行っている塗装室であり、換気回数を１．５回／ｈにとっている。この条件のもと、有機溶剤除去装置の除去率から塗装室内の有機溶剤の濃度を求めた。その結果、塗装室内の有機溶剤の濃度を１００ｐｐｍ以下に低減できることがわかった。

本発明の第一の実施形態における塗装室用除湿・有機溶剤処理システムの概念図 本発明の第二の実施形態における塗装室用除湿・有機溶剤処理システムの概念図 本発明の第三の実施形態における塗装室用除湿・有機溶剤処理システムの概念図 試算に用いた塗装室用除湿・有機溶剤処理システムの系統図 従来の換気システムの概念図

符号の説明

４…塗装室
５…除湿機
６…有機溶剤除去装置
７ａ，７ｂ…塗装室
８ａ，８ｂ…専用の除湿機
１０ａ，１０ｂ…専用の有機溶剤除去装置
１２…応援用の有機溶剤除去装置
１３，１４…ダンパ
１４ａ，１４ｂ…塗装室
１５ａ，１５ｂ…専用の除湿機
１６ａ，１６ｂ…専用の有機溶剤除去装置
１７…応援用の有機溶剤除去装置
１８…応援用の除湿機
１９…ダンパ
２０…ダンパ

Claims (1)

1. 外気を除湿して塗装室に供給すると共に、この塗装室で発生する有機溶剤を処理して大気中に排気する塗装室用除湿及び有機溶剤処理システムであって、
   外気を除湿して塗装室に供給する除湿機と、
   前記塗装室で発生する有機溶剤を含む空気を処理して大気中に排気すると共に、処理した前記塗装室内の空気の一部を再び前記塗装室に循環させる有機溶剤除去装置と、を備え、
   前記塗装室は、塗装及び乾燥が交互に行われる複数の塗装室からなり、
   前記除湿機は、前記複数の塗装室それぞれに対応して設けられる複数の専用の除湿機からなり、
   前記有機溶剤除去装置は、前記複数の塗装室それぞれに対応して設けられ、各塗装室で発生する有機溶剤を含む空気を処理して大気中に排気する複数の専用の有機溶剤除去装置と、ダクトのダンパの切換えによって、前記複数の塗装室のうち塗装が行われている塗装室のみの有機溶剤を含む空気を処理して当該塗装が行われている塗装室へ再び循環させることができる応援用の有機溶剤除去装置と、からなることを特徴とする塗装室用除湿及び有機溶剤処理システム。

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