JP7453737B2 - 塗料ミスト除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、乾式塗装設備に設けられる塗料ミスト除去装置に関する。

塗装設備において、ワークに付着しなかった塗料ミストを回収する方式としては、水を用いる湿式と、水を用いない乾式とに大別される。湿式の場合、塗料ミストの回収効率は高いが、水を循環させる必要があるため、塗装設備が大規模となって初期投資が高くなる上、ランニングコストも高い。一方、乾式の場合、水を循環させる必要がないため、湿式と比べて設備規模が小さくすることができ、ランニングコストも抑えられる。

例えば下記の特許文献１に示された乾式塗装設備では、図６に示すように、塗装ブース１１０の下方にフィルタモジュール１４０を配し、フィルタモジュール１４０の上方から流入した空気を、側方に設けられた排気ダクト１２２に排出している。同文献には、フィルタモジュール１４０の出口に、二次フィルタを設けることが記載されている（段落００４３、図９）。

また、下記の特許文献２に示されている乾式塗装設備は、図７に示すように、塗装室２０２及び排気室２０３を有する塗装ブースと、その下方に設けられた一対のフィルタユニット２０５と、一対のフィルタユニット２０５の間に設けられた排気ダクト２０４とを有する。フィルタユニット２０５の上部筐体２５０の内部には紙製のミストセパレータが設けられ、下部筐体２５４の内部に不織布からなるフィルタが設けられている。

特許第６８９５０１１号公報 特許第６８３１４９９号公報

図６に示す乾式塗装設備では、紙面直交方向にワークの搬送ラインが延びているため、フィルタモジュール１４０を交換する際には、搬送ラインの側方（図中左側あるいは右側）からアクセスする必要がある。しかし、フィルタモジュール１４０の一方側（図中右側）には排気ダクト１２２が設けられているため、作業者はフィルタモジュール１４０に対して排気ダクト１２２と反対側（図中左側）からしかアクセスすることができない。フィルタモジュール１４０の出口に二次フィルタを設けた場合、図中左側からアクセスする作業者にとって、二次フィルタはフィルタモジュール１４０の奥側に設けられる。この場合、二次フィルタを交換するためには、フィルタモジュール１４０を取り外す必要があるため、手間がかかる。

図７に示す乾式塗装設備では、ミストセパレータと不織布フィルタとが上下に積層されているため、作業者は、排気ダクト２０４と反対側から、ミストセパレータ及び不織布フィルタのそれぞれにアクセスすることができる。しかし、この塗装設備では、ミストセパレータと不織布フィルタとがフィルタユニット２０５として一体化されているため、これらを個別に交換することはできない。また、フィルタユニット２０５では、上流側に配されたミストセパレータで空気中の塗料の大部分が回収され、下流側に配された不織布フィルタで、ミストセパレータで回収しきれなかった微細な粒子が回収されるため、上流側のミストセパレータには大量の塗料が付着して非常に重くなる。上記のフィルタユニット２０５では、ミストセパレータが上部に設けられているため、仮に、ミストセパレータと不織布フィルタを個別に交換可能としても、上部に設けられた重いミストセパレータを交換する作業は非常にやりにくい。

そこで、本発明は、乾式塗装設備の塗料ミスト除去装置に設けられる一次フィルタモジュール及び二次フィルタを個別に且つ簡単に交換可能とすることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、塗装ブースから排出された空気中に含まれる塗料ミストを除去するための塗料ミスト除去装置であって、
前記空気を衝突させて前記塗料ミストを付着させる複数のフィルタエレメントを有する一次フィルタモジュールと、
前記空気の流れ方向で前記一次フィルタモジュールの下流側に配され、多孔質材料で形成され、前記空気を透過させることで前記塗料ミストを捕捉する二次フィルタとを備え、
前記一次フィルタモジュールの上方に前記二次フィルタを配した塗料ミスト除去装置を提供する。

上記のように、一次フィルタモジュールの上方に二次フィルタを配置することで、これらに側方からアクセスすることができるため、これらを個別に交換することが可能となる。また、一次フィルタモジュールを下方に配することで、大量の塗料が付着して非常に重くなった一次フィルタモジュールを交換しやすくなる。一方、二次フィルタは上方に配されるが、二次フィルタには一次フィルタモジュールで取り切れなかった塗料のみが付着するため、二次フィルタはそれ程重くならず、作業者が簡単に交換することが可能である。

上記の塗料ミスト除去装置は、塗装ブースに設けられた排気室の側方に隣接して配置することができる。この場合、塗料ミスト除去装置の一次フィルタモジュール及び二次フィルタに対し、排気室と反対側からアクセスすることができる。この場合、二次フィルタの上方に排気ダクトを配すれば、一次フィルタモジュール及び二次フィルタを側方から交換する際に、排気ダクトが邪魔にならないため、作業性が向上する。

以上のように、本発明の塗料ミスト除去装置によれば、一次フィルタモジュール及び二次フィルタを個別に且つ簡単に交換することができる。

塗装設備の断面図である。 上記塗装設備に設けられた塗料ミスト除去装置の断面図である。 図２の塗料ミスト除去装置をＡ方向からみた側面図である。 一次フィルタモジュールを交換する様子を示す断面図である。 二次フィルタを交換する様子を示す断面図である。 従来の塗装設備の断面図である。 従来の塗装設備の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、自動車の部品（例えばバンパー）に塗装を施す塗装設備を示す。この塗装設備は、ワークＷに付着しなかった塗料ミスト（オーバースプレー）を水を使わずに回収する乾式塗装設備である。この塗装設備は、内部でワークＷに塗装を施す塗装ブース１と、本発明の一実施形態に係る塗料ミスト除去装置２０とを有する。

塗装ブース１の内部には、ワークＷが配される塗装室２と、塗装室２の上方に設けられた給気室３と、塗装室２の下方に設けられた排気室４とが設けられる。塗装室２と給気室３との境界、及び、塗装室２と排気室４との境界には、それぞれ多数の通気孔を有する天井壁８及び床壁９が設けられる。ワークＷは、ワーク支持部１０によって支持され、塗装室２内に配置される。塗装室２には、ワークＷに塗装を施す塗装ロボット１１が設けられる。給気口３ａから給気室３に供給された空気が、天井壁８の通気孔を介して塗装室２に供給され、床壁９の通気孔を介して排気室４へ排出される。その結果、塗装室２には、鉛直下向きの一様な空気の流れが生じる。

塗料ミスト除去装置２０は、塗装ブース１に接続されたダクト５と、ダクト５の内部に設けられた一次フィルタモジュール６及び二次フィルタ７とを備える。本実施形態では、塗料ミスト除去装置２０は、排気室４の側方に隣接して配置される。また、塗料ミスト除去装置２０は、塗装ブース１の塗装室２の下方に配置される。

ダクト５は、上下方向に延びるフィルタダクト５ａと、水平方向（図１の紙面直交方向）に延びる排気ダクト５ｂと、フィルタダクト５ａと排気室４とを連通する連結ダクト５ｃとを有する。排気室４の側壁とダクト５とは、気密的に連結されている。図示例では、排気室４の下部とフィルタダクト５ａの下部とが連結ダクト５ｃを介して連結される。排気ダクト５ｂは、フィルタダクト５ａの上端に連結される。図示例では、多数の塗装ブース１が図１の紙面直交方向に並べて配設され、各塗装ブース１に連結されたフィルタダクト５ａが、共通の排気ダクト５ｂに連結される。

一次フィルタモジュール６及び二次フィルタ７は、フィルタダクト５ａの内部に配される。一次フィルタモジュール６は空気の流れ方向の上流側に配され、二次フィルタ７は一次フィルタモジュール６の下流側に配される。一次フィルタモジュール６は、排気室４の下部の側方（図示例では床面付近）に配置され、その上に二次フィルタ７が配置される。図示例では、一次フィルタモジュール６の上方に、複数の二次フィルタ７が積層配置される。二次フィルタ７の上方に排気ダクト５ｂが配される。

一次フィルタモジュール６は、空気をフィルタエレメントに衝突させて塗料ミストを付着させる、いわゆる慣性フィルタである。本実施形態の一次フィルタモジュール６は、図２に示すように、外箱３１と、外箱３１の内部に設けられた複数のフィルタ部３２～３４を有する。外箱３１の排気室４側の側面には入口３１ａが設けられ、外箱３１の上面には出口３１ｂが設けられる。各フィルタ部３２～３４には、複数のフィルタエレメントとしてのフィルタ板３５が設けられる。外箱３１及びフィルタ部３２～３４は、可燃性材料で形成される。可燃性材料としては、紙や木を使用することができ、特に、紙製のダンボールが好適に使用できる。これにより、一次フィルタモジュール６を、付着した塗料と共に焼却廃棄することができる。

一次フィルタモジュール６では、フィルタ部３２～３４ごとに、フィルタ板３５の配置が異なっており、これにより、下流側のフィルタ部ほど塗料ミストの捕集能力が高くなっている。図示例では、下流側のフィルタ部ほどフィルタ板３５の密度が高くなっている。この他、各フィルタ部のフィルタ板３５の傾斜角度や寸法を異ならせてもよい。また、フィルタ部３２～３４の何れか２つあるいは全てのフィルタ板の構成を同じにしてもよい。また、フィルタ部の数は上記（３つ）に限らず、例えば２つ、あるいは４つ以上としてもよい。一次フィルタモジュール６は、フィルタダクト５ａの底面に設けられた支持部４１の上に載置される。支持部４１は、一次フィルタモジュール６を水平方向にスライド可能な状態で下方から支持するものであり、例えば、フリーボールベアリングを使用できる。

二次フィルタ７は、空気を透過させて塗料ミストを捕捉する、いわゆるろ過フィルタである。本実施形態の二次フィルタ７は、図２に示すように、フィルタ７ａと、フィルタ７ａが取り付けられた矩形状の枠体７ｂとを有する。フィルタ７ａは、多孔質材料、例えば不織布で形成される。二次フィルタ７は、フィルタダクト５ａの内部に設けられた支持部４２の上に載置される。

フィルタダクト５ａうち、排気室４と反対側の側面（図２の左側の側面）には、開閉可能な扉が設けられ、本実施形態では下部扉４３及び上部扉４４が設けられる。図３に示すように、下部扉４３を開くとフィルタダクト５ａに開口部４５が形成され、この開口部４５から一次フィルタモジュール６が露出する。上部扉４４を開くとフィルタダクト５ａに開口部４６が形成され、この開口部４６から複数の二次フィルタ７が露出する。

ワークＷの塗装は、塗装ロボット１１のノズルからワークＷに対して塗料ミストを吹き付けることで行われる（図１参照）。塗料に付着しなかった塗料ミストは、空気と共に床壁９の通気孔を介して下方の排気室４に排出される。この塗料ミストを含む空気が、図示しないファンによりダクト５内に吸引され、ダクト５内に配された一次フィルタモジュール６及び二次フィルタ７により空気中の塗料ミストが除去される（図２の点線矢印参照）。本実施形態では、空気中に含まれる塗料ミストの大部分（例えば８０％以上、好ましくは９０％以上）を一次フィルタモジュール６で除去した後、残りの塗料ミストを二次フィルタ７で除去する。塗料ミストが除去された空気は、排気ダクト５ｂを介して外部に排出されるか、あるいは、再び塗装ブース１の給気室３に供給される。

使用が進むにつれて、一次フィルタモジュール６及び二次フィルタ７には塗料が堆積する。一次フィルタモジュール６及び二次フィルタ７は使い捨てであり、許容量以上の塗料が堆積したら、回収した塗料と共に廃棄される。このとき、図１及び図２に示すように、一次フィルタモジュール６と二次フィルタ７とを積層配置することで、これらのそれぞれに側方、特に排気室４と反対側（図１、２の左側）からアクセスすることができる。

以下、一次フィルタモジュール６及び二次フィルタ７の交換作業の手順を説明する。

一次フィルタモジュール６を交換する際には、作業者は、ダクト５の下部扉４３を開いて、図４に示すようにフィルタダクト５ａの開口部４５に台車５０を隣接させる（図４、５では下部扉４３及び上部扉４４の図示を省略している）。そして、図４に矢印で示すように、フィルタダクト５ａの内部から使用済みの一次フィルタモジュール６を引き出して、台車５０の上に載せる。本実施形態では、フィルタダクト５ａ内及び台車５０上に、フリーボールベアリングからなる支持部４１、５１が設けられるため、一次フィルタモジュール６を、フィルタダクト５ａ内から台車５０上に簡単に載せ替えることができる。その後、新品の一次フィルタモジュール６を台車５０に載せてフィルタダクト５ａの開口部４５に隣接させ、この一次フィルタモジュール６を台車５０からフィルタダクト５ａ内に押し込む。そして、ダクト５の下部扉４３を閉めることにより、一次フィルタモジュール６の交換が完了する。

一次フィルタモジュール６は、塗装ブース１から排出された空気が最初に通過するフィルタであるため、多くの塗料が付着する。そのため、交換直前の一次フィルタモジュール６は、大量の塗料が付着して非常に重くなっている。こうして重くなった一次フィルタモジュール６を二次フィルタ７の下方に配置することで、一次フィルタモジュール６を交換する作業が容易になる。特に、一次フィルタモジュール６を床面付近に配することで、上記のように台車５０等を用いて容易に交換することができる。

二次フィルタ７を交換する際には、作業者は、ダクト５の上部扉４４を開いて、図５に示すようにフィルタダクト５ａの開口部４６から使用済みの二次フィルタ７を引き出す。その後、新品の二次フィルタ７を開口部４６からフィルタダクト５ａ内に配し、上部扉４４を閉めることにより、二次フィルタ７の交換が完了する。

二次フィルタ７は、一次フィルタモジュール６で取り切れなかった微細な粒子のみが付着するため、それ程重くならない。そのため、一次フィルタモジュール６の上方に配されていても、作業者により容易に交換することができる。

以上のように、一次フィルタモジュール６を二次フィルタ７の下方に配することで、フィルタダクト５ａに設けられた開口部４５、４６を介して、一次フィルタモジュール６及び二次フィルタ７をそれぞれ個別に且つ簡単に交換することが可能となる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、フィルタダクト５ａ内に設けた支持部４１で一次フィルタモジュール６を水平移動可能な状態で支持した場合を示したが、これに限らず、例えば、一次フィルタモジュール６の底面に車輪を設けてもよい。この場合、フィルタダクト５ａの開口部４５を介して、一次フィルタモジュール６をフィルタダクト５ａの内部から引き出すことができる。

１ 塗装ブース
２ 塗装室
３ 給気室
４ 排気室
５ ダクト
６ 一次フィルタモジュール
７ 二次フィルタ
８ 天井壁
９ 床壁
１０ ワーク支持部
１１ 塗装ロボット
２０ 塗料ミスト除去装置
３１ 外箱
３５ フィルタ板（フィルタエレメント）
４１ 支持部
４２ 支持部
４３ 下部扉
４４ 上部扉
４５ 開口部
４６ 開口部
５０ 台車
５１ 支持部
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. 塗装ブースから排出された空気中に含まれる塗料ミストを除去するための塗料ミスト除去装置であって、
   前記空気を衝突させて前記塗料ミストを付着させる複数のフィルタ板を有する慣性フィルタからなる一次フィルタモジュールと、
   前記空気の流れ方向で前記一次フィルタモジュールの下流側に配され、多孔質材料で形成され、前記空気を透過させることで前記塗料ミストを捕捉する二次フィルタとを備え、
   前記一次フィルタモジュールの上方に前記二次フィルタを配し、
   前記一次フィルタモジュールが床面付近に配置された塗料ミスト除去装置。
2. 前記塗装ブースの排気室に接続され、内部に前記一次フィルタモジュール及び前記二次フィルタが配されたダクトを備え、
   前記ダクトの底部が床面に設置され、
   前記一次フィルタモジュールが、前記ダクトの底部に設けられた支持部の上に載置された請求項１に記載の塗料ミスト除去装置。
3. 前記塗装ブースに設けられた排気室の側方に隣接して配置された請求項１又は２に記載の塗料ミスト除去装置。

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