JPH06154676A

JPH06154676A - 連続塗装ラインにおける環境適合性を有する換気方法及び換気装置

Info

Publication number: JPH06154676A
Application number: JP3115310A
Authority: JP
Inventors: Williams Larry; ラリー・ウイリアムズ; Hunter William; ウイリアム・ハンター
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1994-06-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】連続塗装ラインにおいて塗料をスプレーする
ことから生じる有機物蒸気及び粒状物質を、高効率で回
収し、健康及び安全性の制約にも合致して環境適合性を
有し、高品質の塗装製品を製作する。【構成】塗装装置１０の塗装ラインは自動塗装ブース
１２、補修ブース１４、フラッシュオフ・トンネル１
６、養生オーブン１８及びコンベア２６を順次有し、コ
ンベアはこのラインに塗装対象物３０を搬送する。自動
塗装ブース１２はフィルタ４６及びブース１２を介して
空気を再循環させ、適切な塗装状況を維持するとともに
コンベアの入口部を除き密閉する。内部の対象物に作業
者がアクセスし得るアクセス開口部３４を通して補給空
気が引かれ、粒状物質及び有機化合物の放出を阻止す
る。補給空気は自動塗装ブース１２へ流れる。有機物を
含む空気の流れの一部は、安全な有機物濃度レベルにブ
ース内の空気を維持するために自動塗装ブース１２から
引出され、燃焼される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工業的塗装ラインに係
り、特に有機化合物や粒状物質の回収、廃棄のための該
塗装ラインの換気方法及び換気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】この種の工業的塗装ライン
においては、予め所定形状に形成された塗装対象物がコ
ンベア上に載置されるとともに固定の塗装ブースならび
に養生設備へと通される。塗装ブースは通常、自動塗装
ブースを有し、ここにおいて塗料供給のロボットが塗料
のコーティングを行ない、次いで補修ブースでは作業者
により、例えば該対象物がチャンネル材の場合の内側な
どの部分に手作業で塗料を付与して塗料自動供給ロボッ
トの不備を補うようになっている。一般に、自動塗装ブ
ース及び補修ブースは、それぞれ２以上設けられてお
り、これにより対象物を回転させることなく種々の角度
ならびに面から塗料の供給が可能であり、又、多重塗装
も可能である。塗装後はコンベアが対象物をフラッシュ
オフ・トンネルないしは蒸気化トンネルへ移動させ、こ
こで塗料内の揮発性有機化合物（ＶＯＣs ）が蒸気化さ
れ、次いで養生オーブンへ移る。そして、ここで塗料が
硬化して乾燥状態にまで養生される。

【０００３】塗料は、有機性のもの、水性のもの、ある
いは混合型のもの等、種々のものを適用できる。ここに
おいて「塗料」とは、粒状物質及び有機化合物を含む全
てのコーティング材を含む広い意味で解せられ、ある種
の分野で用いられるごとき狭い意味に解せられない。経
験によれば、例えばアルミニウムの塗料等の多くの塗装
作業においては、有機物含有量が比較的多い塗料が、結
果として塗装製品の品質を上げている。例えば、有機物
をベースとした塗料でアルミニウムにおける高品質の塗
装を果す場合には、揮発性有機化合物が０．６６ｇ／立
方センチメートル（５．５ポンド／ガロン）含まれる
が、他方、アルミニウムにおいてより低い品質の塗料で
は、その含有量が０．１８ｇ／立方センチメートル
（１．５ポンド／ガロン）以下である。

【０００４】しかし、残念なことは、有機物含有量の多
い塗料は、大気汚染の可能性が極めて高いことである。
このような塗料は、粒状物質と蒸気化可能な有機化合物
の両方を有し、これらは塗装作業中に大気へ放散する可
能性がある。塗装された対象物が蒸気化トンネル及び養
生オーブンに通されるとき、有機物蒸気が発生する。自
動塗装ブース及び補修ブース内の塗料自動供給ヘッドは
塗装すべき対象物に対して塗料の殆どを付与するように
配置されてはいるが、若干のミスも避けられない。従っ
て、これにより粒状物質と有機物蒸気の両方が大気中に
放出されることになる。

【０００５】アメリカ合衆国の多くの州及び多くの他の
国では、蒸気化された有機化合物の大気中への洩出は一
般に許されているが、この洩出有機物の許容量を厳しく
規制している地域もある。例えば、南カリフォルニアの
湾岸郡では、南海岸品質管理地区（以下、SCAQMD）の規
則に基づき、大気中への有機物の洩出限度は、１日当り
３０．８kg（６８ポンド）に決められている。塗装ライ
ンでの作業者は０．６６ｇ／立方センチメートル
（５．５ポンド／ガロン）の揮発性有機化合物を含む高
有機物含有塗料を用いて高品質の完成品を製作できる
が、しかし、その有機化合物は１日当り、単に塗料０．
０４７立方メートル（１２．４ガロン）に見出される
と等しい有機化合物のロスに制限されている。もし、作
業者が０．１８ｇ／立方センチメートル（１．５ポン
ド／ガロン）の揮発性有機化合物を含む塗料の使用を選
択するならば、その結果、品質は低いものとなるが、作
業者には１日当り０．１７立方メートル（４５．３ガ
ロン）の塗料に見出されると等しい有機化合物のロスが
認められる。従って、環境法は作業者に対して、少量で
高品質の作業を選択するか、大量で低品質の作業を選択
するかのいずれかの立場をとらせている。将来におい
て、このような有機物放出制限は更に広範囲にかつ厳格
なものとなろう。これはアメリカ合衆国のみならず世界
の他の地域についても同様である。更に、塗装ラインで
の作業者に適用される規制に拘らず、利用可能な最適な
技術を採用することが求められる。

【０００６】塗装ラインの設計や作業において、今や職
業上の健康や安全性に関する法律に合致するか否かが重
要な要件となっている。このような設備で作業する人々
は、作業場において十分な換気を施すことにより、有機
物蒸気にさらされることから保護されねばならない。
又、有機物蒸気などのような可燃物が存在する領域は、
有機物含有蒸気の低爆発限界よりも十分に低い状態に維
持されねばならない。

【０００７】従って、塗装ラインにおける作業は環境法
や健康、安全性に関する法に適合したものでなければな
らないとともに、極力経済的に高品質の塗装製品を製作
するものでなければならない。特に、このように厳しい
環境法や健康、安全性の法規制のある地域の塗装産業
は、それ以外の地域の同種産業に対して競争していくの
が困難な状況におかれている。

【０００８】過去において、これらの規制法に適合して
作業し得るとともに高レベルの揮発性有機化合物を含む
塗料を使用し得るような塗装装置の開発が試みられた。
しかし、多くの場合、このような試みは上述した型式の
塗装装置にあっては経済性の上で現実的なものではな
く、依然としてこのような新しい塗装装置が望まれてい
た。本発明は、このような要求を満たすとともに、これ
に関連して種々の利点を発揮するものである。

【０００９】

【本発明の目的、構成の概要、作用、効果】本発明は、
揮発性有機化合物の回収については全体として１００％
の効率を達成し得るとともに健康、安全性の規制法に適
合し、しかも高品質の塗装製品を製作し得る連続塗装ラ
インの塗装装置の提供を目的とするものである。

【００１０】揮発性有機化合物（ＶＯＣs ）の大部分を
破壊し得る高効率の有機物燃焼器との関連で、塗装した
対象物上に残存しない揮発性有機化合物は単に１〜２％
又はそれ以下の量が大気中に放出される。これに比し
て、大抵の従来の作業では、１０〜３０％又はそれ以上
である。本発明の塗装装置では、必要とされる燃焼器は
比較的小型のものですみ、従って、設備費があまりかか
らないとともに運転費用も高くない。このように有機物
除去が高効率で全体的になされるために、塗装ラインで
の作業者には、大型でスループットが大のものの組合せ
や有機物含有量の多い塗料の使用を選択する余地が従来
の場合よりも自由度が増した。

【００１１】本発明においては、連続して通過する対象
物に塗装を施す塗装装置が対象物を通す第１の塗装ブー
スを有し、該ブース内で第１の塗装方向において第１の
塗料流量で塗料が供給される。該第１の塗装ブースは、
該ブースの一側より他側へ空気の再循環流を再循環させ
る手段を有し、これによって空気が第１の塗装方向にお
いて該第１の塗装ブース内へ流れる。対象物は第１の塗
装ブースを通った後、第２の塗装ブースを通り、ここに
おいて塗料が第２の塗装方向に供給される。空気の補給
流は、第２から第１の塗装ブースへ強制的に送られ、そ
の補給量は第２の塗装ブース内の空気の有機物含有量が
その低爆発限界よりも少なくなるような割合である。空
気流は、第１の塗装ブース内の空気の有機物含有量がそ
の低爆発限界より少なくなるような量、第１の塗装ブー
スから引出される。

【００１２】本発明による塗装方法及び装置によれば、
連続して移動する対象物に対して高効率で、かつ低コス
トで塗装を施すことができる。本発明の他の目的、特徴
などの詳細は添付図面を参照して以下に説明する実施例
から理解される。

【００１３】

【実施例】図１には、塗装装置１０の好適な構成が示さ
れている。該装置１０の塗装ラインは、該ラインの始端
から順に２つの自動塗装ブース１２，２つの補修ブース
１４，蒸気化トンネルとも称されるフラッシュオフ・ト
ンネル１６及び養生オーブン１８を有する。２つの塗装
ブース１２及び２つの補修ブース１４は、塗装されるべ
き対象物に対して、第１の塗装ブースならびに第１の補
修ブースの一側から、及び第２の塗装ブースならびに第
２の補修ブースの他側からスプレーできるように設けら
れている。ブース間には閉成された通路２０がある。こ
れらを構成するコンポーネントは平面形においておおむ
ねＵ字形に配置され、ブース１２，１４が１つの台脚に
より、養生オーブン１８が他方の台脚で、又、フラッシ
ュオフ・トンネル１６がＵ字形の構成体の基部にある状
態でフロア・スペースが保たれている。

【００１４】入口開口部２２はＵ字形の構成体の一方の
台脚の端部にある第１の塗装ブース１２に設けられ、出
口開口部２４はＵ字形の構成体の他方の台脚の端部にあ
る養生オーブン１８に設けられている。コンベア２６
は、塗装を施すべき対象物３０を懸架する軌道体として
図示されているが、入口開口部２２を介して該装置１０
内に入るとともにブース１２，１４，フラッシュオフ・
トンネル１６及び養生オーブン１８のところを通り、出
口開口部２４を介して該装置１０から出る。軌道体２８
上に懸架された対象物３０は、ブース１２，１４，フラ
ッシュオフ・トンネル１６及び養生オーブン１８へと低
速でかつ連続的に順次搬送される。

【００１５】一方の自動塗装ブース１２は、自動塗装ヘ
ッドよりなる塗料自動供給装置３２を収容しており、該
自動装置は一方向に沿ってコンベアの軌道体２８に対し
て横方向から対面している。又、他方の自動塗装ブース
１２は前述と同様の塗料自動供給装置を収容している
が、該装置は他方向に沿ってコンベアの軌道体２８に対
して横方向から対面している。該自動供給装置３２は、
典型的にいって、塗装すべき対象物に対して微粒化した
塗料を吹付ける高速回転ディスクに向って塗料を強制的
に送り出すターボ・ベル・ヘッドやスプレー塗装ヘッド
により構成し得る。該自動供給装置３２は塗料の殆どを
塗装対象物に供給でき、対象物の相当の範囲にわたって
塗装ができる。

【００１６】しかし、経験上、例えば該対象物３０がチ
ャンネル材のような形状の場合には、チャンネル材の溝
底部分に塗料を確実に施すために若干の補修処理が必要
とされる。各補修ブース１４には少なくとも１つのアク
セス開口部３４がブース側部、すなわち、それぞれの自
動供給装置３２に対応する側に設けられている。従っ
て、対象物のどの側も自動塗装ならびに補修塗装の両方
をうけ得る。このアクセス開口部３４を介して対象物３
０に対してアクセスする熟練した作業者であれば、対象
物３０の全範囲にわたり、十分な塗装を施すことが可能
である。補修ブース１４で供給される塗料の量は、両自
動塗装ブース１２で供給される量よりも少なく、通常は
約１／５である。

【００１７】図１には又、ブース１２，１４，フラッシ
ュオフ・トンネル１６及びオーブン１８のための換気装
置３６も全体的に示されている。この換気装置３６はブ
ース１２，１４，フラッシュオフ・トンネル１６及びオ
ーブン１８に空気流を生じさせ、塗料中の揮発性有機化
合物の大部分を確実に回収して大気中への排出を防止す
る。この揮発性有機化合物は塗装対象物上には全く蓄積
しないものである。塗料は通常、種々の化合物を有し、
それには顔料、バインダ、溶剤及び添加剤が含まれる。
顔料は通常、金属酸化物又はカーボンブラックなどの粒
状物質である。バインダは通常、その一部分がアクリル
やウレタンなどの揮発性のものを含む有機化合物であ
る。溶剤は通常、トルエンやメチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）などのような容易に除去可能な高い揮発性の有機化
合物である。又、通常の添加剤は触媒や表面活性剤を含
む。塗料上に蓄積しない粒状物質はフィルタにおいて回
収され、他方、揮発性有機化合物は換気装置により回収
され、燃焼器内で解消される。

【００１８】塗装装置１０内に生成される揮発性有機化
合物は換気装置３６により捕捉される。自動塗装ブース
１２、補修ブース１４、フラッシュオフ・トンネル１６
及び養生オーブン１８は、大規模で妥当な費用構成の限
界内で実際上可能な限り気密に製作される。すなわち、
ブースとオーブンは締め合せた金属シートで閉成され、
大量の蒸気流が容易に逃げないようになっている。この
構成ならびにねらいは、塗装ならびに養生装置部分が大
気に開放された従来の連続塗装作業と対照をなすもので
ある。

【００１９】更に、有機性蒸気を一連のダフトへ導くと
ともに最終的にガス燃焼器へと導く空気流はブロアによ
り引き起こされる。ブロアは、ブース、トンネル及びオ
ーブン内に若干の負圧を生じさせ、それにより空気が塗
装ブース、フラッシュオフ・トンネル及びオーブンへ流
れるので、揮発性有機化合物が、壁面や存在し得る亀裂
を通して外方へ逃げることがない。開口部２２，２４，
３４は塗装装置中に任意に設けられるが、その開口部の
サイズと、空気流量とは相互関係で選定され、開口部を
通る空気の内方流は十分に大きくなっていて、これら開
口部を通して揮発性有機化合物が外部へ放散するのが阻
止される。この結果、補修ブースで作業を行なう作業員
や該装置近くで作業を行なう作業員あるいは塗装対象物
３０をセットしたり取外したりする作業員が外方へ放散
する有機性蒸気にさらされる危険がない。このため、本
発明に係る該装置は健康上の要件にかなっている。

【００２０】又、本発明の装置は安全性の要件にもかな
っている。すなわち、ガス流量は測定され維持されるの
で、空気中の有機物レベルは低爆発限界（ＬＥＬ）を超
えることがないとともに通常、塗装ライン内の揮発性有
機化合物はＬＥＬの約２５％である。揮発性有機化合物
は、該装置内の殆どの部分で、より少ない値に維持され
るのが望ましく、最大でもＬＥＬの約２５％とされる。
空気中の有機物含有量は該装置中の場所によって異なり
得るが、傾向として、自動塗装ブースに近いダクト内が
より多くなる。

【００２１】自動塗装ブース１２内で塗装処理される対
象物３０へ向かう塗装ヘッドをなす自動供給装置３２か
らの高速の空気流が塗装部位の品質向上を促進する。該
空気流が塗装すべき対象物への塗料粒子の搬送を助成す
る。更に、空気流速及びその結果としてのフィルタでの
圧力差は、その構造及び動作が図２及び３で説明される
自動塗装ブース１２内でエアーフィルタを通して強制し
得るに十分に大でなければならない。水柱約６．７cm
（３インチ）のフィルタでの圧力差が好適である。も
し、流速及び圧力差が不十分であれば空気が十分に濾過
されず、対象物３０の仕上り品質も劣化するおそれがあ
る。

【００２２】健康ならびに安全性の要件及び品質要件に
適合するために、換気装置３６に大量の空気を流すこと
が提案される。しかし、環境上の問題があるので、この
ように大量の空気を燃焼器３８へ流すことは極めて制約
される。揮発性有機化合物を空気中へ放出しても環境上
受容できる形に燃焼させ無効にさせるために、これら化
合物を短時間に十分な高温で燃焼させねばならない。例
えば、SCAQMD規定では、揮発性有機化合物は、その破壊
を達成させるために少なくとも１／２秒で少なくとも７
６０℃（１４００°Ｆ）まで加熱されることを求めてい
る。蒸気と空気との混合が増えれば増えるほど、燃焼器
は、より大型でなければならず、所要の燃焼温度にまで
混合気を加熱するのに使用する燃料も、より大となる。
それに適合しなければ、燃焼器は不十分となり、有機物
蒸気は十分に燃焼され得ない。混合気中の希薄な空気は
有機物蒸気とともに加熱されねばならないので、混合気
内の空気含有量は少ない方が望ましい。

【００２３】本発明に係る換気方法によれば、健康、安
全性及び品質上で必要として求められる高い空気流速を
得ることができるとともに燃焼器に対する低い空気流速
を得ることができる。

【００２４】補修ブース１４へ導かれる空気は、ダクト
４０を介して自動塗装ブース１２へ向けられる。ブロア
４２は空気をアクセス開口部３４を介して各補修ブース
１４へ流すとともに該空気を、アクセス開口部３４を通
るリニアな流速が補修動作に伴ない発生する有機物蒸気
を開口部３４から放出し得ないだけ十分に大であるよう
な容量でダクト４０に沿って強制する。この所要の容積
流量は、揮発性有機化合物の放出を防ぐに必要なリニア
な流速にアクセス開口部の面積を乗じることにより容易
に算出される。この値は通常約３０．５ｍ（１００フィ
ート）／分である。例えば、アクセス開口部が縦横１．
８３ｍ（６フィート）×１．２２ｍ（４フィート）の矩
形のもので、２．２３平方メートル（２４平方フィー
ト）の面積で、所要の流速が３０．５ｍ／分（１００フ
ィート／分）の場合、容積流量は６８立方メートル／
分（２４０立方フィート／分，cfm ）である。この空気
流量は常に、若干の誤差の分を含めて算出される値を若
干上回る状態に可視的に維持されるが、過度に大なる流
量は避けられる。

【００２５】好適な実施例においては、２つの補修ブー
ス１４と２つの自動塗装ブース１２とがある。好ましい
構成の換気装置は、２つの平行サブ装置部分に分けられ
る。第１の補修ブース１４（対象物３０を通過させる第
３のブースに相当）からのダクト４０は、第１の自動塗
装ブース１２（対象物３０を通過させる第１のブースに
相当）へと延出している。第２の補修ブース１４（対象
物３０を通過させる第４のブースに相当）からのダクト
４０は、第２の自動塗装ブース１２（対象物３０を通過
させる第２のブースに相当）へと延出している。

【００２６】自動塗装ブース１２及びその内部の空気流
は図２に示されている。対象物３０は、コンベア２６に
よりブース１２内を通る。塗料自動供給装置３２が塗装
方向４４に沿い対象物３０に塗料の流れを向ける。大抵
の場合、塗料ヘッドをなす自動供給装置３２は塗料飛沫
に対し電気的に負荷し、他方、対象物３０はグランドに
なるので、塗料飛沫は静電的に対象物３０に付着する。
それに加えて、塗装方向４４における空気流が維持され
る。

【００２７】塗料供給手段としての自動供給装置３２に
より噴射される塗料の一部は対象物３０上に定着しな
い。方向４４と平行の空気流は、該空気流内に取り込ま
れた定着しなかった塗料と一緒にフィルタ４６に入る。
このフィルタ４６の構造は以下に説明する。フィルタ４
６を適切に動作させるために、該フィルタ４６に入る空
気及び含まれる塗料の流量は、少なくとも約３０．５リ
ニアｍ／秒（１００リニアフィート／秒）が望ましい。
方向４４に対して直角をなすとともに約１８．６平方メ
ートル（２００平方フィート）の断面積を有する塗装
ブース１２の例の場合には、方向４４に沿う空気の全容
積は約４５．４立方メートル／分（１２，０００cfm
）なければならない。

【００２８】方向４４に沿う所要の流量を得るためにフ
ィルタ４６を通る空気は、再循環ダクト４８を介して塗
料自動供給装置３２の上流側に再循環される。該再循環
ダクト４８はフィルタ４６の低圧側ないし後部側から該
供給装置３２のフィルタ上流の高圧側に延出している。
再循環ダクト４８内の再循環ブロア５８はその方向に空
気を強制的に送る。

【００２９】ダクト４０は、補修ブース１４から自動塗
装ブース１２の頂部に補給空気の流れを供給する。補給
空気は従って対象物３０を通過する空気の容量の一部と
なる。矢印５２で示された入口開口部２２を介して装置
内に入る空気は対象物３０を通過する空気に加えられ
る。該装置の負圧が入口開口部２２を介して空気を引込
み、その空気流５２は十分に大きい流量で、開口部２２
を通るリニア流量が該開口部２２を通してブース１２か
ら流出する有機物蒸気を阻止するに必要な値以上であ
る。例えば、搬送の必要とされるリニアの流量が、開口
部２２を通しての有機物の消失を防ぐのに、３０．５ｍ
／分（１００フィート／分）であり、かつ、開口面積が
例えば、１．５ｍ×０．６ｍ（５フィート×２フィー
ト）の矩形で０．９平方メートル（１０平方フィー
ト）である場合、開口部２２を通して内方へ流れる空気
の必要流量は、約２８．３立方メートル（１０００cfm
）である。

【００３０】従って、フィルタ４６を通る空気量は、連
続的に循環する空気量と、ダクト４０からの補給の量及
び開口部２２に入る空気量の合計である。

【００３１】空気は再循環ダクト４８から排出ダクト５
４を通して引出される。排出ダクト５４からの引出し速
度は、２つの要件によりコントロールされる。第１は、
ダクト５４内を流れる空気量は、平均として、ダクト４
０を通って自動塗装ブース１２に入る補給空気量と、開
口部２２を通って自動塗装ブース１２に入る空気量の合
計に等しくなければならないことである。第２に、自動
塗装ブース１２内の空気の有機物含有量は、低爆発限界
値を下回る状態に維持されることである。好ましくは、
それは該限界値を十分に下回るのが望ましい。少なくと
も１つの有機物含有量検出センサー５６が自動塗装ブー
ス１２内で作動し、空気中の揮発性有機化合物含有量を
検出するようになっている。もし、有機物含有量が所望
値を超えて増加する場合、排出ダクト５４を通る空気の
引出し速度が大きくなる。自動塗装ブース１２内の圧力
は若干減少し、その結果、ダクト４０及び入口開口部２
２を通る空気の流入量が大となる。又は、塗料自動供給
装置３２の供給速度及び／又はコンベア２６が低速化な
いしは停止近くまで行き、過剰の有機物蒸気を自動塗装
ブース１２から排出する。このような状態は極めて異例
のことであり、通常は、揮発性有機化合物の含有量がＬ
ＥＬの約２５％の状態で動作可能である。

【００３２】空気は、排出ブロア５８によって再循環ダ
クト４８から排出ダクト５４へ引出される。又、図にお
いて蝶形バルブで示されたようなバルブ６０が、再循環
ダクト４８内に配置される。その配置位置は、ダクト４
８又は５４のいずれかを部分的に閉成するように、該ダ
クト５４が再循環ダクト４８に連結される位置の近傍が
望ましい。

【００３３】換気空気は、排出ダクト６４内に置かれた
ブロア６２によってフラッシュオフ・トンネル１６を通
して引かれる。同様に、該換気空気は、排出ダクト６８
内に置かれたブロア６６によって養生オーブン１８を通
して引かれる。フラッシュオフ・トンネル１６及び養生
オーブン１８により作り出される有機物のロードは、自
動塗装ブース１２及び補修ブース１４により作り出され
るものより、換気空気の所要量のように、概してはるか
に少ない。従って、フラッシュオフ・トンネル１６及び
養生オーブン１６からの換気空気は、自動塗装ブース１
２を介してよりも、むしろ燃焼器３８へ直接放出される
のが望ましい。又、該オーブンからの熱空気の流れは、
大気温度が冷たくて塗料が適切に供給されない場合を除
いて、塗装ブースへ導かれないことが望ましい。あるい
は、ダクト６４，６８がその空気の流れを、ダクト４０
の態様で自動塗装ブース１２へ送ることである。

【００３４】好ましい実施例において、ダクト５４，６
４，６８からの有機物蒸気含有空気は共通の回収プレナ
ム７０へ送られる。該プレナム７０はそれを燃焼器３８
は導く。この燃焼器の詳細構造は本発明の要旨には入ら
ないが、約９０−９９％までの破壊効果を有する燃焼器
は市販のものでも入手可能である。しかし、本発明に係
る換気空気及び有機物蒸気の流れを処理する独特の態様
によれば、小型の燃焼器も使用可能であり、又、該本発
明の態様によれば、プレナムからの有機物含有空気が、
燃焼と破壊とを有効に行なわせるために必要とされる大
部分の熱量を供給できる。

【００３５】塗装装置１０は、又、種々のブロア及びバ
ルブをコントロールするコントロール・パネル９０を有
している。

【００３６】１日当り約１．１４立方メートル（３０
０ガロン）の塗料をスプレーする塗装ラインにおいて発
生する揮発性有機化合物を回収して燃焼させる慣用の装
置では、約１７００立方メートル／分（６０，０００c
fm ）の有機物含有空気がＬＥＬの約５％又はそれ以下
で燃焼室に供給される。この流れを７６０℃（１４００
°Ｆ）で燃焼させるに十分な燃焼器は、約百万ドルかか
り、毎月、その燃料費は約５万ドル要する。これと同じ
能力を持つ本発明に係る塗装装置は、約２８３立方メー
トル／分（１０，０００cfm ）の測定換気空気流（す
なわち、２つの自動塗装ブースの各々から９６．３立方
メートル／分（３４００cfm ）、フラッシュオフ・ト
ンネルから２８．３立方メートル／分（１０００cfm
）、及び養生オーブンから５６．６立方メートル／分
（２０００cfm ））であって、ＬＥＬの約５％の有機物
含有量のものを得る。この流れにおいて、７６０℃（１
４００°Ｆ）で揮発性有機化合物を無効化するに十分な
燃焼器は約２５万ドルかかり、毎月の燃焼器は約５千ド
ルである。

【００３７】又、上記と同様に重要なことは、本発明に
よれば高い有機物含有量の塗料を用いることができるの
で、塗装部位の仕上品質を向上させることができること
である。試作機による実験によれば、該塗装の生産性
は、受容可能な表面仕上げを達成するために再塗装を施
す部分の数が大幅に減少したために、公知装置に比して
約２５％増大したことが判明した。

【００３８】本発明においては、又、公知装置の場合に
可能であった環境許容限界を超えることなく、大量の塗
料を供給できる。そのため、例えば決められた時間内に
該塗装装置中に、より多くの塗装対象物を移動させるこ
とができる。本発明によって構成された塗装装置につい
て有機物除去の測定されたネット効率は、９８．１％で
あり、これは９８．１％の燃焼効率に１００％の回収効
率を乗ずることにより得られる。１日当たり放出される
有機物蒸気が３０．８kg（６８ポンド）について前述し
たSCAQMDの規定による限界を用いれば、高品質の有機物
塗料、０．６６ｇ／立方センチメートル（５．５ポン
ド／ガロン）に対して許容可能な均一な塗料損失量は、
０．２６立方メートル（６８ガロン）（５．５×０．
０１９），又は１日当り２．４６立方メートル（６５
０ガロン）である。これは、全ての溶剤が大気中に放出
されるケースの場合の許容される塗料使用量の５０倍以
上である。本発明によれば、放出限界を維持しつつ単一
の装置で従来可能であったよりも、より大量でかつ最上
の仕上げが可能な塗料を使用できる。

【００３９】フィルタ４６は図２について塗装ブース１
２との関連ですでに説明した。図３はそのフィルタ４６
の詳細構造を示すものである。好ましいフィルタ４６
は、徐々に増大した連続フィルタ型のもので、そのいく
つかの種類のものはすでに入手可能である。公知装置に
おいて、該公知のフィルタ４６は一連の支持ローラを有
し、該ローラ上を半透過性フィルタ帯体が通過するもの
である。フィルタ帯体は引出しローラから巻戻されると
ともに支持ローラ上に支持された状態で上方向に通さ
れ、端ローラのところで反転し、第２の支持ローラ上に
支持された状態で下方向に通されて、巻取りローラ上に
巻取られる。典型的なケースにおいて、該帯体は引出し
ローラと巻取りローラとの間の２４個のローラの全てに
接触する。該帯体は、通常、圧縮されたファイバー材で
形成され、支持ローラの１つ又はそれ以上のローラに付
着する。そこで、巻取りローラを駆動する駆動モータは
帯体を自由に引張るためにより強い力を要し、その結
果、帯体が破断する可能性があり、これにより塗装装置
全体のシステムの不能状態及びその回復のために時間と
費用を要するといった問題が発生した。

【００４０】本発明に係るフィルタ４６では、網状材料
よりなるエンドレス・ベルト７２が一対の端ローラ７４
上を通るとともに該ローラにより支持される構成であ
る。該エンドレス・ベルト７２はその網目のサイズが
２．５４cm（１インチ）のオーダーであり、チェーン・
リンク・フェンスの外観を呈している。試作装置では市
販のフード・サイジング・ベルトが用いられた。端ロー
ラ７４は必要に応じてチェーン駆動及びギヤで作動する
コントロール可能なモータ７６により駆動される。ロー
ラ７４の回転に伴いエンドレス・ベルト７２が動作す
る。

【００４１】半透過性の織物よりなる帯体７８は引出し
ローラ８０上に供給される。該帯体の織物材料は、好ま
しくは、不織布で、引出し成形されたポリプロピレン製
ファイバーより形成されたマット型のポリプロピレン製
ファブリック・ペーパーがよい。該ファイバーは熱及び
圧力によりグリッド形状に互いに接着されたものであ
る。該帯体の材料には空気が十分な圧力の下で通過可能
であるが、塗料粒子はこのマット内に捕捉される。

【００４２】織物よりなる帯体７８はエンドレス・ベル
ト７２の平行面の一方に支持されて該ベルト７２により
下方向に送られるようになっている。該帯体７８は該ベ
ルトから離れて後、巻取りローラ８２上に巻取られる。
端ローラ間の帯体７８の平坦な部分はフィルタ領域８４
を構成し、そこを通って粒子を含有した空気は、フィル
タ４６の前側に関して後側に維持された水柱、約７．６
cm（３インチ）の弱い負圧により強制的に送られる。フ
ィルタを横切る際の圧力は検出され、該圧力が温度の高
くなった場合にはフィルタの部分的目詰まりを示すもの
として新しいフィルタ材料が現われるようにモータ７６
が作動する。フィルタ材料は圧力が許容値まで低下する
まで前進駆動されて後、停止する。又、その後圧力が再
び上限値にまで上昇した時にフィルタ材料の前進駆動が
更に進められる。

【００４３】濾過領域８４のまわりにはシール９２が設
けられているので、粒子を含んだ空気はこの濾過領域８
４を通るようにされている。該シール９２は好ましく
は、空気流中の粒子の飛行通路外にあり、かつ、織物の
帯体７８の面とそれと隣接する金属シートとの間のシー
ルを果すのが望ましい。粒子は帯体７８内に留まるよう
にフィルタで除去され、他方、空気は再循環ダクト４８
へ通過ないし導入が許容される。

【００４４】帯体７８を支持する構成において本発明に
おける主要な特徴は、該帯体７８がエンドレス・ベルト
の支持体と一緒に移動し、従って固定配置された回転ロ
ーラに対し帯体の材料が付着するおそれがない。もし、
帯体の材料がエンドレス・ベルトに付着するような場
合、該帯体が巻取りローラ８２に巻取られる直前の唯１
ヵ所でのみ、これが起り得る。しかしエンドレス・ベル
トの網目は粗く作り得るので、該帯体の材料がエンドレ
ス・ベルトに付着するおそれのある領域は少ない。本発
明に係る試作のフィルタでは、この付着の問題が全く生
じなかった。他方、上述した多支持ローラ型の公知のフ
ィルタではこの問題に関して極めて不十分であった。公
知のものでは付着が起こるためにフィルタが１日当り、
３〜４回破損した。本発明のものでは、フィルタ帯体７
８が実際上破損することがなく、ただ定時的保守として
月当り３〜４回の点検が行われた。

【００４５】フィルタ４６の構成部分は、自動塗装ブー
ス１２の一側に取付けられた金属シート・ハウジング８
６内に収容されている。公知のフィルタでは、引出しロ
ーラ及び巻取りローラがアクセスを容易にするために、
このようには収容されていなかった。従って、帯体はフ
ィルタの内部に達するためにハウジングに形成したスロ
ットを介して挿通されていた。これらのスロットはフィ
ルタの内部に過度の空気流を導き入れ、それが前述した
ような十分に計画された換気空気流の分布に支障をきた
すことが判明した。この点、連続した金属シート・ハウ
ジングはこの問題を解消し、上述した態様でコントロー
ルされた空気流を可能にするものである。

【００４６】モータ７６はエンドレス・ベルトを所定の
量ずつ、間欠的に例えば１５．２ー２５．４cm／分（６
ー１０インチ／分）で移動させる。これにより新しい帯
体の材料がフィルタ領域８４に導入されるとともに該領
域８４内をエンドレス・ベルト８４により低速で搬送さ
れ、巻取りローラ８２へと移動し、この間に空気から濾
過された塗料粒子により徐々に飽和状態になる。エンド
レス・ベルトの移動速度は、帯体が引出しローラ８０か
ら巻取りローラ８２まで移動する間に塗料粒子で飽和状
態にロードされるような速度に選定される。使用済みの
帯体は通常廃棄される。

【００４７】本発明によれば、供給した塗料からの粒子
状有機物極めて高い効率で清浄化し得、健康上ならびに
安全性の基準にも合致し得、装置の設備費用ならびに運
転費用も少なくて済む等の効果を奏する。なお、以上の
説明は図示した特定の実施例について行なったものであ
るが、本発明はこれに限定されず、種々の変形例をも含
み得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗装装置の実施例を空気流通路と
ともに示す概略斜視図である。

【図２】空気流通路とともに自動塗装ブースを前端側よ
り見た状態で示す拡大概略図である。

【図３】想像線で示された共働する塗装ブースととも
に、空気中より粒状物質を除去するために有用なフィル
タ装置を示す斜視図である。

【符合の説明】

１塗装装置１２自動塗装ブース１４補修ブース１６フラッシュオフ・トンネル１８養成オーブン２２入口開口部３０塗装対象物３２塗料自動供給装置２４出口開口部２６コンベア３４アクセス開口部３６換気装置４６フィルタ４８再循環ダクト５４排出ダクト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ラリー・ウイリアムズアメリカ合衆国、カリフォルニア 92373, レッドランド，イースト・フエアウエイ・ドライブ 644 (72)発明者ウイリアム・ハンターアメリカ合衆国、カリフォルニア 92392, ビクトルビレ，ピーオーボックス・エスブイエル 8542，ピラミッド・ドライブ 13588

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗装装置であって、該装置中を連続して
通過する塗装対象物に塗装を施すものにおいて：塗装対
象物を通過させるとともに第１の塗装方向において第１
の塗料流量で塗料を付与する第１の塗装ブースであっ
て、該ブースが該ブースの一側より他側へ空気循環流を
再循環させ、該空気流を第１の塗装方向において該ブー
スに流通させる手段を含んでなる第１の塗装ブース（１
２）と；前記第１の塗装ブースを通過した後に該塗装対
象物を通過させるとともに該対象物に第２の塗料流量で
塗料を付与する第２の塗装ブースと；該第２の塗装ブー
ス内の空気の有機物含有量がその低爆発限界よりも小さ
い流量で前記第２の塗装ブースから第１の塗装ブースへ
補給の流れを強制的に引き起こす手段と；前記第１の塗
装ブースからの空気流を引き出す引き出し手段と；前記
引き出し手段によって引き出された空気の流量を、第１
の塗装ブース内の空気中の有機物含有量がその低爆発限
界よりも小となるように制御する制御手段と；を備えて
なる塗装装置。
【請求項２】第２の塗装ブースはアクセス開口部を備
えてなる請求項１に記載の装置。
【請求項３】塗装対象物を通過させる複数の塗装ブー
スを備えてなる請求項１に記載の装置。
【請求項４】空気の再循環流を通過させる粒状物質用
のエアーフィルタを更に備えてなる請求項１に記載の装
置。
【請求項５】塗装対象物を連続して通過させながら該
対象物に塗装を施すとともに塗装ラインと自動塗装ブー
ス換気手段とを備えた塗装装置において：前記塗装ライ
ンは、塗装方向に沿って塗装すべき対象物に向って塗料を供給
する自動塗装ヘッドと、塗装ラインへ対象物を装入さ
せ、空気流の流入を許容するとともに他の場合には閉成
された入口開口部とを有する自動塗装ブース（１２）
と、手動塗装ヘッドを有するとともに手動操作による補修動
作を遂行するために作業者が内部へアクセス可能なアク
セス開口部を有し、前記自動補修ブースに連結された補
修ブースと、対象物を通すとともに前記補修ブースに連結されたフラ
ッシュオフ・トンネルと、対象物を通すとともに前記フラッシュオフ・トンネルと
連結され、対象物をそこから該塗装ラインより外部へ送
り出す出口開口部を有する養生オーブンと、対象物が支持され、該対象物を前記自動塗装ブース、補
修ブース、フラッシュオフ・トンネル及び養生オーブン
へ、順次搬送するコンベアと、よりなることと；前記自
動塗装ブース換気手段は、自動塗装ブースの一側から他側へ延出した再循環ダクト
と、該再循環ダクトを介するとともに塗装方向において自動
塗装ブースを介して空気の再循環流を循環させる再循環
ブロアと、補修ブースから自動塗装ブースへ延出する補給空気ダク
トと、該補給空気ダクトに強制的に空気を送る補給空気
用ブロアと、回収プレナムと、前記再循環ダクト内にあって再循環ダクトから回収プレ
ナムへのコントロール可能な空気の流通を許容するバル
ブと、空気の再循環流を通すフィルタと、フラッシュオフ・トンネルから回収プレナムへの空気の
流通を強制する手段と、養生オーブンから回収プレナム
への空気の流通を強制する手段と、よりなること；を特
徴とする塗装装置。
【請求項６】少なくとも１つの塗装ブースを更に備え
てなる請求項５に記載の装置。
【請求項７】少なくとも１つの塗装ブースを更に備え
るとともに少なくとも１つの追加塗装ブースが自動塗装
ブースと補修ブースの間に配置されてなる請求項５に記
載の装置。
【請求項８】塗装ブース、フラッシュオフ・トンネル
及び養生オーブンは、全体として平面形Ｕ字形をなして
いる請求項５に記載の装置。
【請求項９】塗装装置を通して対象物に連続して以下
の工程をもって塗装を施す塗装方法であって、入口開口部を有するとともに第１の塗装方向において対
象物に向って有機物含有の塗料を供給する塗料供給手段
と、対象物上に蓄積しない塗料を通す半透過性フィルタ
とを有する第１の閉じた塗装ブースと；該第１の塗装ブ
ースに連結されるとともに対象物に向って有機物含有の
塗料をスプレーする塗料供給手段を有する第２の塗装ブ
ースと；対象物を入口開口部を介して第１の塗装ブース
へ移動させるとともに、次いで第２の塗装ブースへ移動
させるコンベアとを設置することと；前記第１の塗装ブ
ース内に、該フィルタを通る塗料を含んだ空気に対して
十分に速い速度で第１の塗装方向において第１の塗装ブ
ースに空気を再循環させることと；第２の塗装ブースか
らの有機物の放出を阻止するに十分な速度で第２の塗装
ブースから引出される補給空気を該第２の塗装ブースか
ら第１の塗装ブースへ向けて流す流れを生じさせること
と；第１の塗装ブース内の空気の有機物含有量が低爆発
限界を下回り、入口開口部を通るリニア空気流量が第２
の塗装ブースからのスプレーされた有機物の放出を阻止
するのに十分に大であり、引出された空気量が補給空気
の量と入口開口部を介して第１の塗装ブースに入る空気
量とを加えたものに実質的に等しくなるような割合で第
１の塗装ブースから再循環空気の一部を引出すことと；
よりなる塗装方法。
【請求項１０】空気流から粒状物質を濾過する装置で
あって、網状材料よりなるエンドレス・ベルトと；該エンドレス
・ベルトが走行するとともに該ベルトの一部が濾過領域
を区画する離間配置された一対の端ローラと；該エンド
レス・ベルトをその上で走行させる端ローラを駆動する
駆動モータと；空気の流れの通過時に粒状物質を捕捉す
る半透過性材料よりなり、前記濾過領域をエンドレス・
ベルトとともに移動し、該ベルトに支持された帯体と；
該帯体がエンドレス・ベルト上に引出される以前に巻回
されている引出しローラと；該エンドレス・ローラから
離れた帯体を受け取る巻取りローラと；空気の流れを濾
過領域にある半透過性材料の帯体を通るように流れを向
ける手段と；よりなる装置。
【請求項１１】前記エンドレス・ベルト、端ローラ、
半透過性材料よりなる帯体、引き出しローラ、巻取りロ
ーラ及び流れを向ける手段とを完全に閉成するハウジン
グを更に有してなる請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】空気が濾過領域をバイパスし得ないよ
うに該濾過領域の周囲にシールが設けられてなる請求項
１０に記載の装置。
【請求項１３】エンドレス・ベルトは網状材料より形
成されてなる請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】網状材料の網目サイズは約２．５４cm
（１インチ）である請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】半透過性材料は織物よりなるペーパー
である請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】空気流から粒状物質を濾過する装置で
あって、網状材料よりなるエンドレス・ベルトと；該エンドレス
・ベルトが走行するとともに該ベルトの一部が濾過領域
を区画する離間配置された一対の端ローラと；該エンド
レス・ベルトをその上で走行させる端ローラを駆動する
駆動モータと；空気の流れの通過時に粒状物質を捕捉す
る半透過性材料よりなり、前記濾過領域をエンドレス・
ベルトとともに移動し、該ベルトに支持された帯体と；
空気が濾過領域をバイパスし得ないように該濾過領域の
まわりに設けられたシールと；該帯体がエンドレス・ベ
ルト上に引出される以前に巻回されている引出しローラ
と；該エンドレス・ローラから離れた帯体を受け取る巻
取りローラと；空気の流れを濾過領域にある半透過性材
料の帯体を通るように流れを向ける手段と；該エンドレ
ス・ベルト，端ローラ，半透過性材料よりなる帯体、引
出しローラ、巻取りローラ及び流れを向ける手段とを収
納するハウジングと；よりなる装置。
【請求項１７】エンドレス・ベルトは網状材料より形
成されてなる請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】網状材料の網目サイズは約２．５４cm
（１インチ）である請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】半透過性材料は織物よりなるペーパー
である請求項１６に記載の装置。