JP4526932B2 - 塗装ブース - Google Patents

Description

本発明は、搬送される被塗装物に対して塗装が行われる塗装室と、前記塗装室の下部に設置され、前記塗装室から吸引した汚染空気の処理が行われる排気室とを備えた塗装ブースに関するものである。

一般に、塗装ブースの塗装室内にて被塗装物に対する霧化塗装を行うと、オーバースプレーにより、塗料ミストや揮発性有機溶剤などを含んだ汚染空気が塗装室内に充満してしまう。その結果、塗料ミストのカブリによって被塗装物の品質が損なわれたり、揮発性有機溶剤によって作業者の健康が害されたりする可能性がある。これらの問題を解決するために、汚染空気を吸引して塗装室外に排出する構造を備えた塗装ブースが従来提案されている。

ところが、公害防止の観点から、塗装室の汚染空気をそのまま大気中に放出することはできない。そのため、近年では図４に示すような構造の塗装ブース５１が提案されている。この塗装ブース５１の場合、塗装室５２の下部に排気室５３が設置され、塗装室５２から吸引した汚染空気をその排気室５３で浄化処理するようになっている。排気室５３の内部は、フロープレート５４によって上下に仕切られている。通常、フロープレート５４の中央部（即ち被塗装物Ｗ１の直下の位置）には、気液流下部５５が一列のみ開口形成されている。フロープレート５４の下側には傾斜した案内板５６が配設されている。そして、気液流下部５５を介して流下した汚染空気及び液体は、この案内板５６に案内されて下方に流れるようになっている。案内板５６の先端は排気室５３における片方の側壁５７の近傍に到り、そこに狭小流路５８を形成している。このため、流体が狭小流路５８を通過して微粒化される際に、汚染空気中に含まれる塗料ミストがトラップされるようになっている。なお、図４と類似の構造を有する従来技術は、例えば下記の特許文献１にも開示されている。
特開平８−７１４６８号公報（図１等）

ところが、上記従来の塗装ブース５１の場合、案内板５６の先端を排気室５３における片方の側壁５７に近接させて狭小流路５８を形成している構造上、ブース内を流れる風の流量の差が左右で拡大し、偏流の発生につながってしまう。このため、部分的に塗着効率の悪い箇所が生じてしまうという問題がある。なお、図４の塗装ブース５１では、被塗装物Ｗ１の右側における風の流量のほうが、左側における風の流量よりも大きくなる傾向にある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏流の発生を抑制することで塗着効率を向上できる塗装ブース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に記載の発明では、搬送される被塗装物に対して塗装が行われる塗装室と、前記塗装室の下部に設置され、前記塗装室から吸引した汚染空気の処理が行われる排気室とを備えるとともに、前記排気室内を上下に仕切る溢流板が設けられ、前記溢流板の上面側に液体を供給する給水手段が設けられ、前記溢流板に開口形成された気液流下部を介して流下する汚染空気及び液体を前記排気室における片方の側壁近傍に導く案内部材が前記溢流板の下側に設けられ、前記案内部材の先端と前記側壁との間に狭小流路が形成された塗装ブースであって、前記溢流板は、前記被塗装物の直下に配置された平板状の溢流板中央部と、前記溢流板中央部の両側に接続され、前記溢流板中央部に向かって下降するように傾斜する一対の溢流板側部とを備え、前記給水手段が、前記一対の溢流板側部にそれぞれ配置され、前記気液流下部が、前記溢流板中央部と前記一対の溢流板側部との接続部分であって、前記被塗装物における両方の側面の略直下となる位置にて、前記被塗装物の搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする塗装ブースをその要旨とする。

従って、請求項１に記載の発明によると、被塗装物における両方の側面の略直下となる位置にそれぞれ気液流下部を配置したことにより、ブース左右における風の流量の差が小さくなり、ブース内における偏流の発生が抑制される。その結果、塗着効率を向上させることができ、もって塗装の質を向上させることができる。

なお、「前記被塗装物の両方の側面の略直下となる位置」とは、被塗装物の両方の側面の直下となる位置のみをいうのではなく、被塗装物の両方の側面の直下から若干幅方向にずれた位置も含むものとする。また、前記気液流下部は、前記被塗装物の搬送方向に沿って等間隔に配置された複数の開口部からなることが好ましい（請求項２）。即ち、被塗装物の搬送方向に沿って気液流下部をいわば非連続的に形成したこの構成によると、例えば被塗装物の搬送方向に沿って気液流下部を連続的に形成した場合に比較して、溢流板の上面における比較的広いエリアに洗い流し用の液体を供給することができる。それゆえ、洗い残し部分が生じにくくなり、溢流板の上面に落ちた塗料を確実に洗い流すことができる。

前記気液流下部は２列形成されるとともに、それらを構成する複数の開口部が前記被塗装物の搬送方向に沿って千鳥状に配置されていることが好ましい（請求項３）。この構成によると、溢流板の上面のほぼ全域に洗い流し用の液体を供給することができる。よって、洗い残し部分の発生を確実に防止でき、溢流板の上面に落ちた塗料をより確実に洗い流すことができる。

以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によると、偏流の発生を抑制することで塗着効率を向上できる塗装ブースを提供することができる。特に、請求項２，３に記載の発明によると、溢流板の上面に落ちた塗料を確実に洗い流すことができるため、溢流板が汚れにくくメンテナンスが容易な塗装ブースを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態の塗装ブース１を図１（ａ），（ｂ）に基づき詳細に説明する。

図１（ａ）に示されるように、本実施形態の塗装ブース１は、搬送される被塗装物２（自動車ボディなど）に霧化した塗料を吹き付けることにより、被塗装物２の表面に塗膜を形成するための装置である。この塗装ブース１の主要部を構成する塗装室３の上部には、空気が乱れることなく均一に流れるダウンフローＢ１を塗装室３内に供給する給気室４が設けられている。また、塗装室３の下部には排気室１２が設置されている。

排気室１２は、塗装室３内の汚染空気を排気ファン（図示略）の吸引力によって吸引し、吸引した汚染空気の処理を行うようになっている。なお、汚染空気には、塗装室３内の塗装機（図示略）からオーバースプレーされた塗料ミストが含まれている。また、排気室１２の一方の側壁１２ｂには、排気室１２内にて浄化された空気を外部に排出する排気ダクト１３が設けられている。そして、排気ダクト１３から排出された空気は、図示しないファンによって圧送され、排気される。なお、排気ダクト１３から排出された空気の一部が再び給気室４に導かれるようになっていてもよい。

図１（ａ），（ｂ）に示されるように、排気室１２には、その室内を上下に仕切るフロープレート１４（溢流板）が配設されている。フロープレート１４は、左右両側から中央部１５に向かって下降するように傾斜しているものの、中央部１５は水平になっている。そして、フロープレート１４は、ブース中央線を介して略左右対称に形成されている。

また、フロープレート１４は、左右両側端に給水手段としての給水管１４ａ，１４ｂを備えている。給水管１４ａ，１４ｂは、フロープレート１４の上面側に、塗料洗い流し用の水（液体）を供給するためのものである。詳述すると、給水管１４ａ，１４ｂには、フロープレート１４から上方に突出する複数の管が等間隔に設けられている。よって、給水管１４ａ，１４ｂ内の水は、各管の上端から給水されてフロープレート１４上を中央部１５に向かって流れるようになっている。なお、上記のような給水管１４ａ，１４ｂに代えて、給水樋を給水手段として用いてもよい。

図１（ａ），（ｂ）に示されるように、フロープレート１４には、汚染空気が水とともに通過する２列の気液流下部２２ａ，２２ｂが開口形成されている。両気液流下部２２ａ，２２ｂは、それぞれ複数の開口部２３ａ，２３ｂからなっている。各開口部２３ａ，２３ｂは、互いに同一の形状、大きさとなっている。本実施形態において、開口部２３ａ，２３ｂは、長方形状をなしており、長辺が約７５０ｍｍに設定されるとともに、短辺が約３００ｍｍに設定されている。仮に、開口部２３ａ，２３ｂの短辺が３００ｍｍ未満であると、塗料によって目詰まりを起こしやすくなるが、本実施形態ではそのおそれがない。また、狭小流路１７に近い側の気液流下部２２ａを構成する各開口部２３ａは、前記被塗装物２における一方の側面２ａの略直下となる位置にて、被塗装物２の搬送方向Ｄ１に沿って等間隔に配置されている。同様に、狭小流路１７から遠い側の気液流下部２２ｂを構成する各開口部２３ｂは、被塗装物２における他方の側面２ｂの略直下となる位置にて、被塗装物２の搬送方向Ｄ１に沿って等間隔に配置されている。なお、開口部２３ａ，２３ｂの短辺（幅方向の寸法）は約３００ｍｍであるため、被塗装物２の全幅が数百ｍｍ異なっていたとしても、各開口部２３ａ，２３ｂは被塗装物２の側面２ａ，２ｂの略直下となる。各開口部２３ａ，２３ｂは、被塗装物２の搬送方向Ｄ１に沿って千鳥状に配置されている。

図１（ａ）に示されるように、フロープレート１４の下側には、案内部材としての案内板１６が設けられている。案内板１６は、各開口部２３ｂの下端部から図１の左下に向けて延設されている。案内板１６は、開口部２３ａ，２３ｂから排気室１２における片方の側壁１２ｃの近傍に至る流路を形成している。よって、案内板１６は、開口部２３ａ，２３ｂを通過した汚染空気及び開口部２３ａ，２３ｂから落とし込まれた水を、排気室１２の側壁１２ｃ近傍に導くようになっている。

また、案内板１６の先端は、排気室１２の側壁１２ｃの下端近傍に接近して配置されている。これにより、案内板１６の先端と側壁１２ｃとの間には、前記狭小流路１７が形成される。狭小流路１７は、開口部２３ａ，２３ｂから排気ダクト１３に至る流路において最も幅狭な流路となっている。そのため、狭小流路１７を通過するときに空気及び水の流速が最大になるとともに、水が微粒化される。このとき、汚染空気に含まれる塗料ミストは、水滴に気液接触して捕集される。そして、塗料ミストを捕集した水滴の大部分は、狭小流路１７の開口部から排気室１２の底面１２ａに導かれる。また、塗料ミストを含む水滴の一部は、排気ダクト１３側に導かれる。

また、排気室１２においてフロープレート１４及び案内板１６の下側にある空間は、気液分離ゾーン１９となっている。また、気液分離ゾーン１９における狭小流路１７と前記排気ダクト１３との間の位置には、複数の気液分離板２０が設けられている。各気液分離板２０は、狭小流路１７を通過した空気から水分（塗料ミストを含む水）を分離するようになっている。そして、分離された水分は、排気室１２の底面１２ａに落下して排気ダクト１３側に流れるようになっている。さらに、排気ダクト１３は、各気液分離板２０を通過して浄化された空気を排気室１２の外部に排出するようになっている。また、排気室１２の底面１２ａの下方位置には、排水路２１が設置されている。排水路２１には、底面１２ａを流れてきた水が一時的に溜まるようになっている。

次に、塗装ブース１の作用を説明する。

まず、塗装機から塗料を噴霧して被塗装物２の上塗り塗装を行うと、オーバースプレーされた塗料が、塗装室３内の空気とともに、排気室１２に配設されたフロープレート１４の開口部２３ａ，２３ｂから案内板１６に案内される。

なお、被塗装物２における側面２ａの略直下となる位置に複数の開口部２３ａが配置され、被塗装物２における側面２ｂの略直下となる位置に複数の開口部２３ｂが配置されている。このため、被塗装物２の側面２ａ近傍を流れる汚染空気は各開口部２３ａを通過し、被塗装物２の側面２ｂ近傍を流れる汚染空気は各開口部２３ｂを通過する。また、各開口部２３ａ，２３ｂは、互いにほぼ同数ずつ配置され、互いに同一の形状、大きさとなっている。よって、各開口部２３ａを通過する汚染空気の流量と各開口部２３ｂを通過する汚染空気の流量との差が小さくなり、塗装ブース１内における偏流の発生が抑制される。なお、各気液流下部２２ａ，２２ｂを通過する際にも圧力損失が生じるが、この部分での圧力損失は、狭小流路１７を通過する際に生じる圧力損失よりも小さく設定されている。

その後、案内板１６に案内された汚染空気は、気液分離ゾーン１９に吹き出される。このとき、狭小流路１７では、開口部２３ａ，２３ｂから落とし込まれた水が微粒化され、その水滴と汚染空気とが気液接触され、汚染空気に含まれる塗料ミストが捕集される。そして、狭小流路１７にて発生した水滴の大部分は、排気室１２の底面１２ａに落下して排水路２１に導かれる。また、狭小流路１７にて発生した水滴の一部は、空気とともに排気ダクト１３側に導かれ、気液分離板２０により空気から分離された後、排気室１２の底面１２ａに落下して排水路２１に導かれる。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の塗装ブース１によれば、被塗装物２における両方の側面２ａ，２ｂの略直下となる位置にそれぞれ開口部２３ａ，２３ｂが配置されている。これにより、ブース左右における風の流量の差が小さくなり、塗装ブース１内における偏流の発生が抑制される。その結果、被塗装物２にて部分的に塗着効率の悪い箇所が生じにくくなるため、塗装の質を向上させることができる。

（２）本実施形態では、各開口部２３ａ，２３ｂが、被塗装物２の搬送方向Ｄ１に沿って等間隔に（いわば非連続的に）配置されているため、フロープレート１４の中央部１５の上面にも洗い流し用の水を供給することができる。しかも、各開口部２３ａ，２３ｂが、被塗装物２の搬送方向Ｄ１に沿って千鳥状に配置されている。このため、給水管１４ａから流れ出した水が、中央部１５の上面を矢印Ｆ１方向に流れて開口部２３ｂ内に到達しやすくなるとともに、給水管１４ｂから流れ出した水が、中央部１５の上面を矢印Ｆ２方向に流れて開口部２３ａ内に到達しやすくなる（図１（ｂ）参照）。従って、フロープレート１４の上面のほぼ全域に洗い流し用の水を供給することができる。それゆえ、中央部１５における洗い残し部分の発生を確実に防止でき、フロープレート１４の上面に落ちた塗料をより確実に洗い流すことができる。よって、フロープレート１４が汚れにくくなり、メンテナンスが容易な塗装ブース１を実現することができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、気液流下部２２ａ，２２ｂを、それぞれ複数の開口部２３ａ，２３ｂにより構成したが、これに限定されない。例えば、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、被塗装物２の搬送方向に沿って延びる溝状の気液流下部２４ａ，２４ｂとしてもよい。

なお、この場合、フロープレート１４の中央部１５を、左右両側からブース中央線に向かって上昇するように傾斜させ、ブース中央線付近に、給水管１４ａ，１４ｂと同じ構成の給水管１４ｃを設けることがよい。このようにすれば、給水管１４ａ，１４ｂから流れ出した水が中央部１５の上面に到達しなくても、給水管１４ｃから流れ出した水が中央部１５の上面に供給されるため、フロープレート１４の上面のほぼ全域に洗い流し用の水を供給することができる。

・図３に示されるように、狭小流路１７に近い側の気液流下部２２ａの下部に、汚染空気及び水を排気室１２の中央部に向けて案内する案内ダクト２５（案内手段）を取り付けてもよい。このようにすれば、側壁１２ｃ、フロープレート１４及び案内板１６によって形成される空間にて発生した音（具体的には、開口部２３ａ，２３ｂから水が落とし込まれることにより発生する音や、空気及び水が狭小流路１７を通過するときに発生する音）が、気液流下部２２ａ（開口部２３ａ）を介して塗装室３側に漏れにくくなり、騒音を低減することができる。

・上記実施形態では、塗料が吹き付けられる被塗装物２は自動車ボディであった。しかし、被塗装物２は、空力付加物（スポイラーなど）やバンパーなどの自動車用部品であってもよい。なお、被塗装物２は、必ずしも自動車用部品でなくてもよい。

・上記実施形態にて被塗装物２に対して行われる塗装は、上塗り塗装であった。しかし、被塗装物２に対して行われる塗装は、下塗り塗装や中塗り塗装などであってもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）請求項２において、前記複数の開口部は短辺が３００ｍｍ以上の長方形状であること。

（２）請求項２において、前記狭小流路に近い側の気液流下部を構成する複数の開口部の下部に、汚染空気及び液体を前記排気室の中央部に向けて案内する案内手段を取り付けたこと。

（ａ）は本発明を具体化した一実施形態の塗装ブースを示す概略断面図、（ｂ）はそれにおけるフロープレートを示す部分平面図。 （ａ）は別の実施形態の塗装ブースを示す概略断面図、（ｂ）はそれにおけるフロープレートを示す部分平面図。 別の実施形態の塗装ブースを示す概略断面図。 従来例の塗装ブースを示す概略断面図。

符号の説明

１…塗装ブース
２…被塗装物
２ａ，２ｂ…側面
３…塗装室
１２…排気室
１２ｃ…側壁
１４…溢流板としてのフロープレート
１４ａ，１４ｂ…給水手段としての給水管
１６…案内部材としての案内板
１７…狭小流路
２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ…気液流下部
２３ａ，２３ｂ…開口部
Ｄ１…搬送方向

Claims (3)

1. 搬送される被塗装物に対して塗装が行われる塗装室と、前記塗装室の下部に設置され、前記塗装室から吸引した汚染空気の処理が行われる排気室とを備えるとともに、前記排気室内を上下に仕切る溢流板が設けられ、前記溢流板の上面側に液体を供給する給水手段が設けられ、前記溢流板に開口形成された気液流下部を介して流下する汚染空気及び液体を前記排気室における片方の側壁近傍に導く案内部材が前記溢流板の下側に設けられ、前記案内部材の先端と前記側壁との間に狭小流路が形成された塗装ブースであって、
   前記溢流板は、前記被塗装物の直下に配置された平板状の溢流板中央部と、前記溢流板中央部の両側に接続され、前記溢流板中央部に向かって下降するように傾斜する一対の溢流板側部とを備え、
   前記給水手段が、前記一対の溢流板側部にそれぞれ配置され、
   前記気液流下部が、前記溢流板中央部と前記一対の溢流板側部との接続部分であって、前記被塗装物における両方の側面の略直下となる位置にて、前記被塗装物の搬送方向に沿って配置されている
   ことを特徴とする塗装ブース。
2. 前記気液流下部は、前記被塗装物の搬送方向に沿って等間隔に配置された複数の開口部からなることを特徴とする請求項１に記載の塗装ブース。
3. 前記気液流下部は２列形成されるとともに、それらを構成する複数の開口部が前記被塗装物の搬送方向に沿って千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の塗装ブース。

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