JPS5922586B2 - 塗装用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗装ブース等に供給する空気を除塵しかつ温湿
度調整する塗装用空気調和装置に関する。

従来、塗装用空気調和装置としては、空気の吸入ギヤラ
リーの直後に設けたロール・す・マテイツクフイルター
により吸人外気中に含まれる比較的大きな塵埃を除去し
、この空気を冬期にあつてはプレヒーターで適温に加熱
した後この空気中に含まれる微細な塵埃をガラス繊維等
をランダムにからませて成形した濾材とこの濾材に循環
水をシャワーするシャワー装置とからなる湿式フィルタ
ー例えばキャピラリ−フィルターにより除去するととも
にこの空気を加湿する形式のものが多用されているが、
かかる塗装用空気調和装置にあつては前記循環水の貯留
槽においてこの貯留水を一部オーバーフロー排水させ、
この排水量と同量の新鮮水を補給する等の手段を講する
とは言え、この循環水中には前記シャワーの排水中に含
まれる塵埃が混入し更にまたこの循環水は前記シャワー
により多量の空気と接触するために過剰な酸素の供給を
受ける状態にあるとともに例えば冬期にあつてはこの循
環水に蒸気を混入させて２５℃程度の一定の温度に保持
させるが故に前記塵埃を核としてバクテリアが急増し、
これが為水垢が一定期間経過後に急増するという現象が
生じ、この水垢と前記塵埃が前記循環水に混入してシャ
ワーさわ、シャワーノズルと前記キャピラリ−フィルタ
ーのガラス繊維部とに目詰りを生じさせて除塵機能を急
激に低下させるという欠点があり、この欠点の対策とし
ては例えば２直稼動の自動車塗装ラインにあつては約１
ケ月毎の周期で前記フィルターを強制水洗により再生処
理し、４ケ月の周期で新品と交換せざるを得ないという
こと、また前記強制水洗時にガラス繊維が切損し除塵機
能が低下するという問題があつた。殺菌用薬剤の使用も
一応考えられるが、バクテリア対策はうまくいつても、
後工程で塗膜に悪い影響を及ぼすため、実際上、そのよ
うな薬剤は使用できない。また、従来の洗浄方法におけ
るフイルタの役割についての考え方は、第５図に示すよ
うに、極細い繊維状フイルタ素材３０を多重に積層し、
その空気通過面にシヤワ一水３１を流水して、水膜３５
を作り、粉塵３２を含む空気３３を一面より送気し、フ
イルタ素材３０を通過させることによつて粉塵３２を除
去するという考え方であつた。

このような除去作用は多重積層されたフイルタ素材３０
の中に第５図の状態の部分が存在するという推察のもと
に行われていた。すなわち、粉塵３２を含む空気を通過
させる空間Ｓｌ，Ｓ２が空気３３中に含まれる粉塵３２
の外径ＳＯより小さい場合、粉塵３２はフイルタ一素材
３０にひつかかり、その状態にシヤワ一水３１がスプレ
ーされるため、粉塵３２は一点鎖線３２で示すように水
に流されて、空気は洗浄され清浄空気３４となる。この
ため空気中の粉塵３２より小さい空間Ｓｌ，Ｓ２を形成
するためには必然的にフイルタ素材３０の太さを極小に
する必要があり、それがフイルタ一素材３０の機械的強
度を大きくすることができなかつた主な要因である。こ
のため使用中または圧水による清争時等にフイルタ素材
３０が折損し、これが折損屑となつて水配管系の各所お
よびフイルタの網目に蓄積して、全体的に洗浄効果を低
下させている。また、このフイルタ素材３０の折損屑が
蓄積すると、これを核としてバクテリアが成長し、より
洗浄効果を低下させている。

本発明はこのような従来技術の諸欠点を解消することを
目的としており、従来と全く違う洗浄機構を採用するも
のである。

以下、本発明の実施例を第１図〜第４図、第１表及第２
表を参照としつつ説明する。

第１図において、空気調和室１にはまず公知の吸入開ロ
ギヤラリ一２が配置してあり、それに続いて、空気中に
含まれている比較的大きな塵埃を除去するロール・オ・
マテイツク（乾式）フイルタ一３が設けてある。

プレヒータ４は冬期にあつて空気調和すべき空気を予備
的に適温に加熱するためのもので、蒸気による間接加熱
式熱交換器を使用するのが望ましい。湿式フイルタ５は
、後で詳述する特別な淵材６とこの淵材６にシヤワ一す
るシヤワ一装置７により構成されている。この湿式フイ
ルタ５においては複数の淵材６が傾斜して配置してある
。湿式フイルタ５の下方には主槽８が備えてあり、沢材
６から流下してきたシヤワ一排水を貯留し、シヤワ一装
置７に還流できるようになつている。主槽８の一部にオ
ーバーフロー槽（図示せず）を形成して、そこからシヤ
ワ一排出の一部を排出して、その容量に相当する新鮮水
を補給してもよい。また主槽８の内部に（図示はしてな
いが）ライザー管とこれに付設した多数組のノズルを設
けて図外のポンプにより主槽８の傾斜底部８ａに矢印Ｘ
の方向に底流を生起させ、これにより水垢を主槽８の最
深部に設けた汚泥ポンプ９の吸入管部分に移動させる構
成にする。汚泥ポンプ９の吐出管９ａは工場排水処理系
（図示せず）へ接続する。前記底流の反動として、主槽
８内の貯留水の上層には反対方向の水流が生じるが、そ
れと併せて循環水用のポンプ１０の吸引力により前述の
反対方向の表層流を付勢するようにする。１１はその表
層流の途中に介在したコンベヤ式の金網フイルタである
。

この金網フイルタ１１は主槽８内で成長過程にある塵埃
を核とした水垢を貯留水から除去するもので、一般の金
網フイルタをコンベヤとして循環させ、貯留水の外部で
エアプロア一（図示せず）により金網フイルタに付着し
た塵埃、水垢を除去し、除去物は該エアプロア一用ノズ
ルの下部に設けた集塵槽へ補集するようにする。また循
壌水用ポンプ１０には集合管１２の一端が接続してある
。吐出ノズル１３は集合管１２に枝管を介して連絡して
あり、各淵材６に対向して所定数が設けてある。これら
吐出ノズル１３の詳細については後述する。工リミネー
タ１４は周知のようにジヤマ板により構成されていて、
湿式フイルタ５を通過する際に空気中に含まれた水滴を
除去するためのものである。

エロヒンヒータ一１５は冬期にあつて空気を適温に加熱
するためのもので、蒸気による間接加熱式熱交換器を使
用するのが好ましい。フアン１６は除塵され適度の温湿
度に調整された空気をフアン吐出管１６ａから延びたダ
クトを介して例えば自動車塗装用の上塗りブースに送る
ためのものである。さて、本発明においては、淵材６を
網目板を積層して構成する。

積層した各網目板の網目の大きさはすべて同一にしても
よいが、少くとも２種類 ．゛以上にした方がフイルタ
効果が良好となる。網目板の網目の形状や寸法は水垢が
通過できること、および吐出ノズル１３等との仕様にも
関係することであるが、網目板の各網目に水膜が形成で
きることが必要であり、空気流と交叉して各網目に形成
される水膜により、空気中に含まれる微細な塵埃を除去
するのである。網目板の材質は耐腐蝕性を有し機械的強
度を有するものであれば何でも良いが、経済性や操作性
の観点からは熱可塑性プラスチツクとしてポリエチレン
（例えば三井石油化学工業株式会社製商品名ハイゼツク
ス（登録商標）相当品）が好ましい。この材質の副次的
メリツトとして燃焼廃却に便利なことがあげられる。完
全燃焼させると、炭酸ガスと水蒸気が発生するだけで、
ＳＯｘ，ＮＯｘ等の大気汚染原因となる有害ガスがまつ
たく発生しないのである。第２図は積層した網目板の一
例を示している。

両側に大きな網目の網目板Ａを配し、その中に中位の大
きさの網目を有する網目板Ｂをはさみ、真中に小さな網
目の網目板Ｃを入れ、全体を積層した状態でクリツプ１
８により固定してある。第３図は第２図に示した各網目
板の一部を例示している。第３図イは網目板Ａの一部を
例示していて、第３図岨ま網目板Ｂの一部を例示してい
て、第３図ハは網目板Ｃの一部を例示している。第１表
は第３図に示されている各寸法の一例を示している。な
お、本発明においては、網目板は前述の形状や寸法に限
定されるものでなく、他の種々のもの、例えばステンレ
ス製パンチングメタル等を状況に応じて適宜使用するこ
とができる。

また、シヤワ一装置７によるシヤワ一については淵材６
の網目板に水膜が形成されるようにシヤワ一条件を設定
する。

即ち、第２図に示した３種類の積層した網目板Ａ，Ｂ，
Ｃを第１図の淵材６として使用した場合、吐出ノズル１
３は、淵材６の１イ当り１６ケ配装し、水圧１．５ｋｇ
／Ｃｄ用のノズルを使用し、１ケ当りの流量を２０〜３
０１／分程度にできるものを選定する。尚ノズル内面に
は旋流を生起させるためのライフル溝、タブ等を付設し
、Ｖ型又はＵ型の末広のノズル形状にするのが好ましい
。本実施例では綜合塗装技術センター販売の品番ＮＢ−
６型、呼び径９．５φのノズルを使用した。もちろん、
網目板の網目の形状や寸法に応じて最も水膜の形成しや
すいものを選定すべきである。前述の実施例の作用を説
明する。

吸入開ロギヤラリ一２への吸人外気は例えば冬期にあつ
ては温度０℃、相対湿度５０％ＲＨで、空気調和された
のちフアン１６によつて送気される際には温度２２℃、
相対湿度８５％ＲＨになる。

その間に、ロール・オ・マテイツク（乾式）フイルタ一
３、エリミネータ−１４、エロヒンヒータ一１５が所定
の作用をするのであるが、それは従来のものと同一であ
るので、ここでは説明を省略する。湿式フイルタ５、シ
ヤワ一装置７および主槽８の作用について詳細に説明す
る。

従来の湿式フイルタの淵材は細径のガラス繊維や金属繊
維をからませてある程度圧縮して構成し、立体的な極め
て細かい不定形の隙間をランダムにつくり、それらの隙
間に水膜を形成し、該水膜と隙間自体により空気を沢過
するためすでに詳しく説明したように、水垢が付着しや
すく、目詰りが生じやすかつた。これに対し、本発明に
おいては淵材を積層した網目板で構成しているため、網
目の隙間が非常に大きく設定できるので、水垢が通過し
てしまい、目詰りすることがない。このようなフイルタ
の役割について、以下に詳述する。第６図に示すように
、粉塵４２を含んだ空気４３が通過する空間Ｔｌ，Ｔ２
は粉塵４２の外径ＳＯよりはるかに大きくし、従来のフ
イルタのＳｌ，Ｓ２（網目）よりも著しく大きくしてあ
る。

第１表を参照。従来の考え方のようにＳｌ，Ｓ２の大き
さを粉塵外径ＳＯより小さくして捕塵するという効果は
期待していない。粉塵４２を含んだ空気４３が給気フア
ンの回転によつて生じる風速によつて水膜４５をつき破
る際に、空気４３は水膜４５を破つて通過し、粉塵４２
は水と接触して水に移乗することによつて起る捕塵効果
を求めているのである。Ｔｌ，Ｔ２を従来のフイルタの
Ｓｌ，Ｓ２に比し著しく大きくすることによつてフイル
タ素材４０の網線径を従来品よりはるかに太くすること
が可能となり、フイルタ素材４０の機械的強度を著しく
向上させることが可能となり、素材折損層の発生は皆無
となる。またフイルタ素材４０の網線径および網目の大
きさの異なつたフイルタ素材４０を積層する理由は、水
膜Ａ５を効果的に形成するにはシヤワ一水４１からの洗
浄水の水量・水圧や、網目の大きさに関係があり、かつ
全体的な機械的強度を向上させるには網線の太さに関係
するからである。たとえばフイルタに対し空気流の反進
行方向側には網線形が太く、網目の大きいものを使用し
て風圧およびフイルタを圧水にて清掃する場合にも十分
耐える機械的強度をもたせ、進行側には網線径が細く、
水膜が形成し易いような数１Ｅ１Ｌ〜１０数翻の小さ目
の網目のものを組合わせ積層するのが好ましいのである
。積層数については、使用される条件下で最も水膜形成
が良く、かつ機械的強度の大きいものになるように枚数
を選定し、全体的な洗浄効果の向上を図るのが望ましい
。−方、吐出ノズル１３からのシヤワ一条件を前述した
ように設定したため、網目板には空気の流れ方向と交叉
する単一の方向に水膜が形成されるため従来に比較して
除塵作用が大きい。

空気から除去された塵埃はシヤワ一排水と一緒に網目板
の網目を通つて流下し、主槽８内に入り、水垢に成長し
初めた状態で汚泥ポンプ９により工場排水処理系へ排出
される。即ち汚泥ポンプ９はバクテリアによる水垢の成
長周期にあわせて設定時間毎に運転する。一方、主槽８
内の貯留水は金網フイルタ１１を通つて循環水用ポンプ
１０に吸引され、集合管１２を経て枝管から各吐出ノズ
ル１３に到り、そこから所定のシヤワ一条件のもとでシ
ヤワ一される。本発明に係る湿式フイルタ一即ち網目板
を積層して構成した淵材と、従来から塗装用空気調和装
置で多用されている湿式フイルタ一即ちキヤピラリーフ
イルタ（細径のガラス繊維をからませて板状に成形した
フイルタ）とについて除塵効果を比較実験した。

第４図は試験装置を示す。テスト用ダクト２０に空気の
流れ方向に沿つて順にロール・オ・マテイツク・フイル
タ２１、シヤワ一用の吐出ノズル２２、戸材２３、工リ
ミネータ２４、パーテイクル・カウンター２５の空気採
取管２５ａ１フアン２６およびその吐出管２６ａを配置
し、炉材２３の下方には主槽２７を設け、循壌水用ポン
プ２８により管２９を経て主槽２７内の貯留水を吐出ノ
ズル２２に循壌できる構成にした。パーテイクル・カウ
ンター２５は光散乱式粒子計数器ＪｌＳＢ９９２ｌに定
められた仕様を満足するりオン株式会社製パーテイカル
・カウンターＫＣ−０１型を使用した。淵材２３として
は、本発明の実施例（即ち試験腐１、試験／Ｆ６２、試
験滝３）、従来の比較例（即ち試験滝４、試験７ｆ６５
）につきそれぞれ次のものを使用した。試験．／Ｆ６ｌ 試験７ｆ６２ 試１験要領を説明すれば、パーテイクルカウンター２５
の吸引口とその空気採取管２５ａとを連結し、ロール・
オ・マテイツクフイルタ一２１、供試湿式淵材２３を通
過した空気を２１ずつ前記吸引口から吸入し、該空気２
１中に浮遊している外径１μＭ，２μｍ及び５μｍの塵
埃の個数を逐次カウントさせた。

その結果を第２表に示ず。なお、第２表中、呼び径とは
校正時に使用する標準粒子（ポリスチレンラテツタス）
の径に対応する散乱光量と同量の光量を散乱する塵埃の
相当径を言う。また、試験滉１，２，３，４，５のそれ
ぞれにおける計測回数（即ち試験回数）は５１回、３３
回、３６回、２０回、２０回、２０回である。測定日の
天候は曇り、外気温７℃、湿度５６％ＲＨで、シヤワ一
後の相対湿度は８０％ＲＨであつた。以上から明らかな
ように、本発明の空気調和装置は、従来装置にみられる
淵材の再生処理時におけるガラス繊維の切損等の諸欠点
を解消し、抜群 ５の除塵効果を奏する。しかも、水埃
による目詰まり現象が生じないため、淵材の寿命が著し
く長くなるばかりでなく、淵材を強制水洗する回数と水
洗工数とを大巾に減少できる。強制水洗は２ケ月に１回
程度で充分であり、従来のキヤピラリーフイルタに比較
して水洗工数は約５分の１に短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による塗装用空気調和装置の一例を示す
概略縦断面図、第２図は本発明装置に使用する積層酒材
の一例を示す概略断面図、第３図イ，口，ハは第２図に
示した積層沢材の各々の−部を例示する図、第４図は本
発明の実施例と従来の比較例との実験装置を示す概略縦
断面図、第５図は従来例の湿式フイルタの洗浄機構を示
す説明図、第６図は本発明による湿式フイルタの洗浄機
構を示す説明図である。 ２・・・・・・吸入開ロギヤラリ一、３，２１・・・・
・・口ール・オ・マテイツク・フイルタ一、４・・・・
・・プレヒータ一、５・・・・・・湿式フイルタ一、６
，２３・・・・・・淵材、７・・・・・・シヤワ一装置
、８，２７・・・・・・主槽、９・・・・・・汚泥ポン
プ、１０・・・・・・循環水用ポンプ、１１，２２・・
・・・・金網フイルタ、１３・・・・・・吐出ノズル、
１４，２４・・・・・・工リミネータ、１５・・・・・
・エロヒンヒータ、１６，２６・・・・・・フアン、２
５・・・・・・パーテイクルカウンタ一、Ａ，Ｂ，Ｃ・
・・・・・網目板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乾式フィルタの後段に微粒の粉塵を除去するための
   湿式フィルタを設け、その湿式フィルタを濾材およびこ
   の濾材にシャワーするシャワー装置で構成し、シャワー
   排水をシャワー装置へ還流するためにシャワー排水を貯
   留する主槽を備え、濾材を網目板を積層して構成すると
   ともに、網目を除去すべき粉塵の外径よりも大きくし、
   かつ濾材を網目の大きさが異なる少なくとも２種の網目
   板により構成し、さらにシャワー装置によるシャワーは
   網目板に水膜が形成されるようにシャワー条件を設定し
   てなる塗装用空気調和装置。 ２ 乾式フィルタの後段に微粒の粉塵を除去するための
   湿式フィルタを設け、その湿式フィルタを濾材およびこ
   の濾材にシャワーするシヤワ装置で構成し、シャワー排
   水をシャワー装置へ還流するためにシャワー排水を貯留
   する主槽を備え、濾材を網目板を積層して構成するとと
   もに、網目を除去すべき粉塵の外径よりも大きくし、か
   つ濾材を網目の大きさが異なる少なくとも２種の網目板
   により構成し、さらにシャワー装置によるシャワーは網
   目板に水膜が形成されるようにシャワー条件を設定し、
   また前記主槽の底部には設定時間毎に作動する汚泥ポン
   プを附帯させてなる塗装用空気調和装置。