特開 2024-117385 処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024117385

(43)【公開日】2024-08-29

(54)【発明の名称】処理装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 14/468 20180101AFI20240822BHJP

   B01D 45/12 20060101ALI20240822BHJP

   B04C 3/00 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

B05B14/468

B01D45/12

B04C3/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023454

(22)【出願日】2023-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】仲町 康高

(72)【発明者】

【氏名】寺添 康太

(72)【発明者】

【氏名】尾田 宜輝

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 香織

(72)【発明者】

【氏名】贄 宏充

(72)【発明者】

【氏名】川合 智廣

【テーマコード（参考）】

4D031

4D053

4D073

【Ｆターム（参考）】

4D031AC02

4D031DA05

4D031EA01

4D053AA01

4D053AB01

4D053BA01

4D053BB08

4D053BC01

4D053BD01

4D053CB04

4D053DA01

4D073AA01

4D073BB03

4D073DC02

4D073DC14

4D073DC19

4D073DD05

4D073DD09

4D073DD15

4D073DD25

4D073DD32

(57)【要約】

【課題】 被捕集物の捕集効率向上と圧力損失低減とを両立できる処理装置を提供する。
【解決手段】 処理装置１０は、被捕集物である塗料ミストＭを処理するためのものであり、渦巻状に形成されており塗料ミストＭが流れる旋回流路２１を有する案内板部２０と、案内板部２０の旋回流路２１を案内板部２０の巻軸方向Ｘから覆う被覆部３０と、を備え、旋回流路２１には、案内板部２０の外周末端２０ａ側の入口隙間２２と、案内板部２０の内周末端２０ｂ側の出口隙間２３と、出口隙間２３よりも径方向内側の中心空間２４と、が設けられ、旋回流路２１の旋回径が入口隙間２２から出口隙間２３まで漸減しており、被覆部３０は、旋回流路２１の中心空間２４と連通する排出口３１を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被捕集物を処理する処理装置であって、
渦巻状に形成されており上記被捕集物が流れる旋回流路を有する案内板部と、
上記案内板部の上記旋回流路を上記案内板部の巻軸方向から覆う被覆部と、
を備え、
上記旋回流路には、上記案内板部の外周末端側の入口隙間と、上記案内板部の内周末端側の出口隙間と、上記出口隙間よりも径方向内側の中心空間と、が設けられ、上記旋回流路の旋回径が上記入口隙間から上記出口隙間まで漸減しており、
上記被覆部は、上記旋回流路の上記中心空間と連通する排出口を有する、処理装置。

【請求項2】

上記案内板部は、上記旋回流路の径方向の渦巻間隔が上記入口隙間から上記出口隙間に至るまで漸減するように構成されている、請求項１に記載の処理装置。

【請求項3】

上記案内板部は、上記旋回流路の上記中心空間の開口径が上記排出口の開口径と概ね一致するように構成されている、請求項１または２に記載の処理装置。

【請求項4】

上記案内板部は、上記旋回流路を区画する表面に凹凸部を有する、請求項１または２に記載の処理装置。

【請求項5】

複数の上記案内板部を収容する本体ケースを備え、上記本体ケースには、複数の上記案内板部に兼用の吸入管及び排出管が設けられている、請求項１または２に記載の処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被捕集物を処理する処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、塗料ミスト除去装置が開示されている。この塗料ミスト除去装置は、被捕集物である塗料ミストを除去するための中間フィルターを備えている。この塗料ミスト除去装置では、中間フィルターとして、筐体部の内部に三角波形に屈曲した複数の障害壁を配置したもの、筐体部の内部に角溝構造やＶ字構造の支柱を千鳥配置したもの、筐体部の内部にＶ字構造の支柱を千鳥配置したものなどが使用される。空気に含まれる塗料ミストは、中間フィルターの筐体部の内部を流れるときに、障害壁や支柱の表面に衝突して付着することによって除去される。

【0003】

下記特許文献２には、塗料回収装置が開示されている。この塗料回収装置は、大径筒部と、小径筒部と、大径筒部と小径筒部との間の円錐筒部と、を有するサイクロン容器を備えている。被捕集物である塗料ミストは、サイクロン容器の大径筒部の吸気管から流入したのち、サイクロン容器の内部を旋回しながら大径筒部側から小径筒部の回収管に向けて流れる。このときの旋回流によって塗料が遠心分離され、遠心分離後の塗料は回収管を通じてサイクロン容器から回収される。また、遠心分離後の空気は、サイクロン容器の小径筒部側から大径筒部の排気管に向けて逆向きに流れたのち、排気管を通じてサイクロン容器から排気される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－５８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の塗料ミスト除去装置は、中間フィルターの障害壁や支柱の表面に塗料ミストを単に衝突させて付着させる構造を利用したものである。このため、この塗料ミスト除去装置は、塗料ミストの捕集効率が低いという問題を抱えている。一方で、特許文献２の塗料回収装置は、特許文献１の塗料ミスト除去装置に比べて塗料ミストの捕集効率を高めることができるが、圧力損失を低く抑えるのが難しいという問題を抱えている。すなわち、この塗料回収装置では、サイクロン容器の内部に流入した空気は、大径筒部側から小径筒部側へと旋回しながら流れたのち、小径筒部側で反転して大径筒部側へと逆向きに流れる。このように、このサイクロン容器の内部で空気の反転流れを伴う構造上、圧力損失が高くなる。

【0006】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、被捕集物の捕集効率向上と圧力損失低減とを両立できる処理装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、
被捕集物を処理する処理装置であって、
渦巻状に形成されており上記被捕集物が流れる旋回流路を有する案内板部と、
上記案内板部の上記旋回流路を上記案内板部の巻軸方向から覆う被覆部と、
を備え、
上記旋回流路には、上記案内板部の外周末端側の入口隙間と、上記案内板部の内周末端側の出口隙間と、上記出口隙間よりも径方向内側の中心空間と、が設けられ、上記旋回流路の旋回径が上記入口隙間から上記出口隙間まで漸減しており、
上記被覆部は、上記旋回流路の上記中心空間と連通する排出口を有する、処理装置、
にある。

【発明の効果】

【0008】

上述の態様の処理装置によれば、渦巻状に形成された案内板部の旋回流路を入口隙間から出口隙間に向けて被捕集物が流れる。このとき、旋回流路の旋回径が入口隙間から出口隙間まで漸減しているため、被捕集物に作用する遠心力を出口隙間に向かうにつれて徐々に高めることができる。このときの遠心力を利用して、案内板部の表面に被捕集物を付着させて捕集することにより、被捕集物の捕集効率を向上させることができる。

【0009】

また、旋回流路の入口隙間付近では、比較的弱い遠心力を利用して粗粒子を選択的に捕集することで、入口隙間付近で広範囲にわたる粒子径の被捕集物が堆積して詰まるのを防ぐことができる。一方で、旋回流路の出口隙間付近では、上流側で捕集できなかった微細粒子を強い遠心力を利用して最終的に確実に捕集することができる。これにより、被捕集物の堆積が要因で圧力損失が高くなるのを防ぐことができる。また、圧力損失を下げることができることに伴って被捕集物の処理風量を上げることが可能になる。

【0010】

上述の態様によれば、被捕集物の捕集効率向上と圧力損失低減とを両立できる処理装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１にかかる塗装ブースの全体図。

【図2】実施形態１の処理装置の斜視図。

【図3】図２の処理装置の案内板部の径方向断面図。

【図4】図３の案内板部を塗料ミストの捕集状態にて示す断面図。

【図5】塗料ミストの粒度分布を示す図。

【図6】案内板部を展開状態にて示す斜視図。

【図7】案内板部の巻き数と捕集効率及び圧力損失のそれぞれとの相関を示すグラフ。

【図8】図７のグラフの高性能領域に属する案内板部の構造上の特徴を説明するための図。

【図9】図１の塗装ブースとは別形態の塗装ブースの全体図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

上述の各態様の好ましい実施形態について以下に説明する。

【0013】

上述の態様の処理装置において、上記案内板部は、上記旋回流路の径方向の渦巻間隔が上記入口隙間から上記出口隙間に至るまで漸減するように構成されているのが好ましい。この処理装置によれば、旋回流路の渦巻間隔を入口隙間から出口隙間に至るまで漸減させることで、被捕集物の流速が入口隙間から出口隙間に向かうにつれて上昇する。このときの流速上昇に伴って、被捕集物に作用する遠心力を高める効果が増加する。その結果、被捕集物の捕集効率を更に向上させることができる。

【0014】

上述の態様の処理装置において、上記案内板部は、上記旋回流路の上記中心空間の開口径が上記排出口の開口径と概ね一致するように構成されているのが好ましい。この処理装置によれば、旋回流路の中心空間の開口径を排出口の開口径と概ね一致させることで、中心空間から排出口に向けて円滑な流れを形成させることができる。その結果、圧力損失を更に低減させることができる。

【0015】

上述の態様の処理装置において、上記案内板部は、上記旋回流路を区画する表面に凹凸部を有するのが好ましい。この処理装置によれば、案内板部の表面に凹凸部を設けることによって、使用開始直後は、凹凸部のうちの凸部で被捕集物の一部の流れを遮りつつ凹部に被捕集物を堆積させて捕集することができる。その後、被捕集物の捕集が進むと、凹凸部が概ね平坦面になるため、圧力損失を一定に保つことが可能になる。

【0016】

上述の態様の処理装置は、複数の上記案内板部を収容する本体ケースを備え、上記本体ケースには、複数の上記案内板部に兼用の吸気管及び排気管が設けられているのが好ましい。この処理装置によれば、複数の案内板部を適宜に並べたり重ねたりして本体ケースの内部に配置することでユニット化できる。そして、本体ケースの吸気管を通じて複数の案内板部のいずれにも被捕集物を供給することができ、また、複数の案内板部のそれぞれで被捕集物の捕集処理がなされた後の空気を本体ケースの排気管を通じて排気することができる。

【0017】

以下、塗装ブースに設けられる処理装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0018】

この実施形態を説明するための図面において、特にことわらない限り、処理装置を構成する案内板部の巻軸方向を矢印Ｘで示し、この案内板部の径方向を矢印Ｙで示し、この案内板部の周方向を矢印Ｚで示すものとする。

【0019】

（実施形態１）
１．塗装ブース１の全体構造
図１に示されるように、実施形態１にかかる塗装ブース１は、例えば、自動車ボディであるワークＷの噴霧塗装を行うのに用いられる。この塗装ブース１には、塗装室２と、給気室４と、バッフル室７と、が設けられている。塗装室２の上方に給気室４が配置され、塗装室２の下方にバッフル室７が配置されている。

【0020】

塗装室２は、ワークＷを搬送装置３によって導入出可能な塗装処理空間を有する。この塗装室２には、塗装処理空間に導入されたワークＷに向けて側方から塗料Ｎを噴霧するための複数の塗装ノズル６が設けられている。各塗装ノズル６から噴霧された塗料Ｎは、当該塗装ノズル６から噴出する圧縮エアーにしたがってワークＷに塗布される。

【0021】

給気室４には、温度及び湿度の調整が行われた空気Ａを作り出すための空調装置（図示省略）と、この空気Ａを吸入して吐出する給気ファン５と、が設けられている。給気ファン５から吐出された空気Ａは、塗装室２に向けて下向きに流れる下降流を形成する。このため、塗装室２でワークＷに塗布されなかった塗料Ｎは、空気Ａの下降流にしたがって噴霧状の塗料ミストＭとして下向きに流れる。塗料ミストＭは、空気Ａ中に浮遊する、塗料Ｎの液体分子である。本形態では、この塗料ミストＭを被捕集物としている。

【0022】

塗装室２とバッフル室７との間には、塗装室２の床面２ａを構成する仕切壁部８が設けられている。バッフル室７は、塗料ミストＭを後述の本体ケース１１の吸入管１１ａに送る中継部としての機能や予備捕集する機能を果たす。仕切壁部８は、塗装室２で生じた塗料ミストＭをバッフル室７に流入させるための連通穴８ａを有する。このため、バッフル室７は、仕切壁部８に貫通状に設けられた連通穴８ａのみを通じて塗装室２に連通している。バッフル室７は、部屋形状に限定されるものではなく、塗料ミストＭを中継するダクト形状のものでも良い。

【0023】

２．処理装置１０の構造
実施形態１の処理装置１０は、塗装室２の床下に配置され、適宜に交換される。処理装置１０は、被捕集物である塗料ミストＭを処理するためのものであり、案内板部２０を備えている。この処理装置１０は、筐体である本体ケース１１に格納されている。処理装置１０が本体ケース１１に格納された状態では、案内板部２０は、その巻軸方向Ｘ（図２を参照）が上下方向に沿って延びるような縦置きで配置される。案内板部２０を縦置きで配置すれば、粘着性が低くて崩れやすい塗料を回収するのも効果を発揮する。

【0024】

なお、図１では、本体ケース１１に４つの処理装置１０が格納される場合について例示しているが、処理装置１０の数は特に限定されるものではない。本体ケース１１に１つの処理装置１０のみを格納しても良いし、或いは、本体ケース１１に複数の処理装置１０を適宜に並べたり重ねたりしてユニット化して格納しても良い。

【0025】

本体ケース１１は、可搬式の台車１２によって運搬される。作業者は、台車１２に本体ケース１１が載置された状態で処理装置１０の着脱を行うことができる。したがって、処理装置１０の交換やメンテナンスに要する作業負荷を低減するのに有効である。また、処理装置１０が塗料回収によって重くなった場合でも、台車１２を利用して容易に搬出することができる。

【0026】

本体ケース１１が台車１２によって設定位置に搬入された状態では、処理装置１０の下方にフィルター部材１３が配置される。フィルター部材１３は、連結部１５及び排出管１１ｂを介して排気ダクト９に接続されている。このフィルター部材１３は、処理装置１０の処理後に残留する塗料を回収するための、円筒型の２次フィルターである。排出管１１ｂは、フィルター部材１３で処理した後の空気を排気ダクト９に排出するためのものである。この排出管１１ｂの内部には、風量調整用のダンパー１１ｃが設けられるのが好ましい。

【0027】

本体ケース１１には、塗料ミストＭが流入する吸入管１１ａが設けられている。本形態では、１つの吸入管１１ａが４つの処理装置１０に兼用されている。また、排気ダクト９には排気ファン（図示省略）が接続されている。このため、排気ファンの作動時に、本体ケース１１の吸入管１１ａを通じて各処理装置１０の案内板部２０に供給された塗料ミストＭは、各案内板部２０で捕集処理がなされた後に、フィルター部材１３、連結部１５及び排出管１１ｂを通じて排気ダクト９に排気される。これにより、塗料ミストＭを案内板部２０で処理し、さらに案内板部２０に引き続いてフィルター部材１３でも処理できる。本体ケース１１は使い捨てにせず、再利用することも可能である。

【0028】

本形態では、排気ダクト９の圧力をＰ１とし、本体ケース１１の内部の圧力をＰ２とし、バッフル室７の圧力をＰ３とし、塗装室２の圧力をＰ４としたとき、これらの圧力バランスについて、Ｐ４＞Ｐ３＞Ｐ２＞Ｐ１の関係が成り立つ。

【0029】

次に、図２及び図３を参照しながら、本形態の処理装置１０の詳細構造について説明する。なお、複数の案内板部２０はいずれも同一構造であるため、以下では、１つの案内板部２０の構造についてのみ説明する。

【0030】

図２に示されるように、処理装置１０は、案内板部２０に加えて２つの被覆部３０を備えている。案内板部２０は、仮想の中心軸線Ｌまわり外周末端２０ａから内周末端２０ｂまで渦巻状に形成されている。この案内板部２０は、巻軸方向Ｘの幅寸法が一定の板状部材を渦巻状に丸められたものであり、塗料ミストＭが流れる旋回流路２１を有する。旋回流路２１には、案内板部２０の外周末端２０ａ側の入口隙間２２と、案内板部２０の内周末端２０ｂ側の出口隙間２３と、出口隙間２３よりも径方向Ｙの内側の中心空間２４と、が設けられている。中心空間２４は、巻軸方向Ｘから見たときの形状が概ね円形をなすように形成されている。このような案内板部２０は、「渦巻型サイクロン」とも称される。

【0031】

２つの被覆部３０は、案内板部２０の旋回流路２１を案内板部２０の巻軸方向Ｘから覆う機能を有する。２つの被覆部３０の少なくとも一方には、旋回流路２１の中心空間３４と連通する円径の排出口３１が設けられている。排出口３１には、排気ダクト９の排気ファンによる吸引作用が付与される。これにより、案内板部２０の旋回流路２１には、その渦巻状の流路形状にしたがって、入口隙間２２から出口隙間２３まで塗料ミストＭによる旋回流が形成される。

【0032】

塗料ミストＭは、旋回流路２１を流れるときにその一部が捕集処理され、捕集処理後の空気Ｍａは、旋回流路２１の中心空間２４から被覆部３０の排出口３１を通じて処理装置１０の外部に排出される。空気Ｍａが旋回流路２１の中心空間２４から排出口３１に移動するときに、その空気Ｍａの流れが概ね９０°方向転換する。

【0033】

３．案内板部２０の構造
図３に示されるように、案内板部２０の旋回流路２１は、入口隙間２２を入口とする流路である。案内板部２０は、旋回流路２１の外縁部の旋回径ｒ（中心軸線Ｌからの径方向Ｙの位置）が入口隙間２２から出口隙間２３まで漸減するように構成されている。この旋回流路２１は、径方向Ｙの渦巻間隔ｄで示される流路幅を有する。塗料ミストＭが旋回流路２１を入口隙間２２から出口隙間２３に向けて流れるとき、旋回効果によって塗料ミストＭに遠心力が作用する。塗料ミストＭの流速をｖとし、塗料ミストＭに作用する遠心力をＦとしたき、遠心力Ｆは、下記（１）式で示される。（１）式によれば、旋回径ｒが入口隙間２２から出口隙間２３に向けて漸減することに応じて遠心力Ｆが増加していく。このときの遠心力Ｆを利用して塗料ミストＭを捕集する。具体的には、図４に示されるように、案内板部２０の表面２０ｃに塗料ミストＭを付着させて塗料Ｎとして捕集することができる。

【0034】

Ｆ＝ｖ^２／ｒ ・・・（１）

【0035】

（１）式によれば、旋回流路２１の入口隙間２２から出口隙間２３に向けて旋回径ｒが漸減することに応じて、塗料ミストＭに作用する遠心力Ｆが増加していく。例えば、塗料ミストＭの流速ｖが一定であって、出口隙間２３における旋回径ｒが入口隙間２２側の半分である場合、塗料ミストＭが入口隙間２２から出口隙間２３まで旋回したときに、遠心力Ｆが入口隙間２２側の２倍まで上昇する。

【0036】

ここで、塗料ミストＭの粒度分布が、例えば、図５に示されるようなものであるとき、粒子径が相対に大きい粗粒子は、比較的弱い遠心力Ｆでも捕集可能である一方で、粒子径が相対に小さい微細粒子は、捕集するのに強い遠心力Ｆを要する。微細粒子を捕集することを考慮して、旋回流路２１の全体にわたって遠心力Ｆを強めると、旋回流路２１の入口隙間２２付近で塗料が粒子径にかかわらず堆積して詰まり易くなる。これにより、圧力損失が増加する。かといって、旋回流路２１の入口隙間２２付近での塗料の堆積を回避するために旋回流路２１の全体にわたって遠心力Ｆを弱めると、今度は、塗料ミストＭの捕集効率が下がることになる。

【0037】

そこで、本形態の案内板部２０では、塗料ミストＭに作用する遠心力Ｆが旋回流路２１の入口隙間２２から出口隙間２３に向けて増加していく構造を採用している。本構造によれば、遠心力Ｆを旋回流路２１の入口隙間２２側で最も弱くし、旋回流路２１の出口隙間２３側で最も強くすることができる。その結果、旋回流路２１の入口隙間２２付近では、被比較的弱い遠心力Ｆを利用して粗粒子を選択的に捕集することで、入口隙間２２付近で広範囲にわたる粒子径の塗料ミストＭが堆積して詰まるのを防ぐことができる。一方で、旋回流路２１の出口隙間２３付近では、上流側で捕集できなかった微細粒子を強い遠心力Ｆを利用して最終的に確実に捕集することができる。これにより、塗料ミストＭの堆積が要因で圧力損失が高くなるのを防ぐことができる。また、圧力損失を下げることができることに伴って塗料ミストＭの処理風量を上げることが可能になる。

【0038】

４．案内板部２０の表面構造
図６に示される案内板部２０は、平坦状に広げられた展開状態のものである。このように、本形態の案内板部２０は、旋回流路２１を区画する２つの表面２０ｃ，２０ｄのうちの一方の表面２０ｃに凹凸部２５を有するのが好ましい。凹凸部２５は、塗料ミストＭの流れを部分的に遮るように形成された波形であり、その波頂線と波底線がともに巻軸方向Ｘに延びるように構成されたものある。案内板部２０の表面２０ｃに凹凸部２５を設けることによって、使用開始直後は、凹凸部２５のうちの凸部で塗料ミストＭの一部の流れを遮りつつ凹部に塗料ミストＭを堆積させて捕集することができる。その後、塗料ミストＭの捕集が進むと、凹凸部２５が概ね平坦面になるため、圧力損失を一定に保つことが可能になる。

【0039】

案内板部２０を作製するのに、例えば、焼却可能な部材である片面波段ボールを用いることができる。展開状態の片面波段ボールを渦巻状に丸めることによって、案内板部２０を作製できる。この場合、片面波段ボールの片面に既に設けられている波形状を凹凸部２５に利用できる。片面波段ボールを使用すれば、案内板部２０に要するコストを低く抑えることができる。必要に応じて、案内板部２０の２つの表面２０ｃ，２０ｄの両面に凹凸部２５を設けるようにしても良い。

【0040】

なお、波形状の凹凸部２５に代えて、例えば、複数の突起からなる凹凸部を採用することもできる。また、波形状の凹凸部２５を用いることに代えて或いは加えて、塗料ミストＭとの親和性の高い材料によるコーティング処理がなされた構造を採用することもできる。また、塗料ミストＭの捕集効率が所望のレベルにある場合には、案内板部２０の表面２０ｃを凹凸部の無い平坦面としても良い。

【0041】

５．処理装置１０の性能評価
本発明者は、処理装置１０を実際に使用したときの性能評価を実施した。この性能評価では、予め設定した構造パラメータを適宜に変化させたときの、塗料ミストＭの捕集効率と圧力損失について評価した。このときの構造パラメータとして、案内板部２０の巻き数、案内板部２０の渦巻間隔ｄ、旋回流路２１の中心空間２４の開口径Ｄ１（中心空間２４を巻軸方向Ｘから見たときの形状を、便宜上、円形とした場合）、排出口３１の開口径Ｄ２などを採用した（図３を参照）。

【0042】

図７のグラフに示されるように、上記性能評価の結果、案内板部２０の巻き数を増やすことに伴って、塗料ミストＭの捕集効率が高くなることが確認された。これは、案内板部２０の巻き数が多いほど、塗料ミストＭを捕集するための捕集面積が増える、すなわち旋回流路２１の長さが長くなることに起因する。同様に、上記性能評価の結果、案内板部２０の巻き数を減らすことに伴って、圧力損失が低くなることが確認された。これは、案内板部２０の巻き数が少ないほど、塗料ミストＭが案内板部２０から受ける抵抗を減らすことができることに起因する。図７に基づいた場合、案内板部２０の巻き数を所定範囲内に設定した場合、上記構造パラメータを適正化することによって、塗料ミストＭの捕集効率向上と圧力損失低減とを両立できる高性能領域Ｒを得ることができる。

【0043】

ここで、図３及び図８を参照しながら、図７中の高性能領域Ｒに属する案内板部２０の構造上の特徴について説明する。なお、図８では、高性能領域Ｒに属する３つの案内板部２０（第１案内板部２０Ａ、第２案内板部２０Ｂ、第３案内板部２０Ｃ）を例示している。これら３つの案内板部２０の巻き数は同一としている。

【0044】

図８に示されるように、第１案内板部２０Ａは、渦巻間隔ｄ（図３を参照）が旋回流路２１の入口隙間２２から出口隙間２３に至るまで一定となるように構成されている。また、この第１案内板部２０Ａは、旋回流路２１の中心空間２４の開口径Ｄ１（図３を参照）が排出口３１の開口径Ｄ２（図３を参照）と概ね一致するように構成されている。すなわち、第１案内板部２０Ａを巻軸方向Ｘから見たとき、中心空間２４を区画する表面２０ｃが排出口３１の開口縁３１ａ（図３を参照）と重なるように延びている。この第１案内板部２０Ａを使用したときの、捕集効率と圧力損失との相関が図８中の○プロットで示されている。

【0045】

第２案内板部２０Ｂは、旋回流路２１の径方向Ｙの渦巻間隔ｄが入口隙間２２から出口隙間２３に至るまで漸減するように構成されている。また、この第２案内板部２０Ｂは、第１案内板部２０Ａと同様に、旋回流路２１の中心空間２４の開口径Ｄ１が排出口３１の開口径Ｄ２と概ね一致するように構成されている。この第２案内板部２０Ｂを使用したときの、捕集効率と圧力損失との相関が図８中の◎プロットで示されている。この第２案内板部２０Ｂは、３つの案内板部２０の中で捕集効率向上と圧力損失低減とを両立する効果が最も優れている。

【0046】

第２案内板部２０Ｂを使用した場合、第１案内板部２０Ａを使用した場合に比べて、塗料ミストＭの捕集効率が上昇している。この要因は、旋回流路２１の渦巻間隔ｄを入口隙間２２から出口隙間２３に至るまで漸減させたことによる。すなわち、渦巻間隔ｄを入口隙間から出口隙間に至るまで漸減させることで、塗料ミストＭの流速ｖが入口隙間２２から出口隙間２３に向かうにつれて上昇する。このときの流速上昇に伴って、塗料ミストＭに作用する遠心力Ｆを高める効果が増加する。その結果、塗料ミストＭの捕集効率を更に向上させることができる。

【0047】

例えば、前記式（１）を適用すれば、出口隙間２３における渦巻間隔ｄが入口隙間２２側の半分である場合、塗料ミストＭの流速ｖが２倍になるため、塗料ミストＭが入口隙間２２から出口隙間２３まで旋回したときに、遠心力Ｆが入口隙間２２側の８倍まで上昇する。その結果、塗料ミストＭの捕集効率が上昇したものと推測される。

【0048】

第２案内板部２０Ｂを使用した場合、旋回流路２１の中心空間２４の開口径Ｄ１を排出口３１の開口径Ｄ２と概ね一致させることで、中心空間２４から排出口３１に向けて円滑な流れを形成させることができる。その結果、圧力損失を更に低減させることができる。

【0049】

第３案内板部２０Ｃは、第１案内板部２０Ａと同様に、渦巻間隔ｄが旋回流路２１の入口隙間２２から出口隙間２３に至るまで一定となるように構成されている。また、この第３案内板部２０Ｃは、旋回流路２１の中心空間２４の開口径Ｄ１が排出口３１の開口径Ｄ２を上回るように構成されている。この第３案内板部２０Ｃを使用したときの、捕集効率と圧力損失との相関が図８中の□プロットで示されている。

【0050】

第３案内板部２０Ｃを使用した場合、第１案内板部２０Ａを使用した場合に比べて、圧力損失が上昇している。この要因は、中心空間２４の開口径Ｄ１を排出口３１の開口径Ｄ２よりも大きくしたことによる。開口径Ｄ１を開口径Ｄ２と概ね一致させる場合に比べて、中心空間２４から排出口３１に向けて円滑な流れが形成されにくいため、その分、圧力損失が上昇したものと推測される。圧力損失が上昇し過ぎるのを防ぐためには、第３案内板部２０Ｃの内周末端２０ｂ（図３を参照）が開口径Ｄ２の１０％未満まで排出口３１の開口縁３１ａ（図３を参照）に近接するように構成するのが好ましい。

【0051】

上述のように、実施形態１によれば、被捕集物である塗料ミストＭの捕集効率向上と圧力損失低減とを両立できる処理装置１０を提供することができる。

【0052】

実施形態１の処理装置１０によれば、案内板部２０を小型化することで、省スペースで高捕集性能での処理が可能になる。処理装置１０は、シンプルな構造の案内板部２０を使用したものであるため、装置コストを低く抑えるのに有効である。

【0053】

実施形態１の処理装置１０は、圧力損失の低減効果に優れているため、被捕集物の詰まりが生じにくく、長期間にわたる処理の継続が可能である。また、この処理装置１０は、圧力損失の低減効果に優れているため、空気を供給したり排気したりするのに用いる機器に要するエネルギーコストを低減でき、且つ、この機器から排出される二酸化炭素の排出量を低減できる。

【0054】

６．別形態の塗装ブース
次に、図９を参照しながら、図１の塗装ブース１とは別の形態の塗装ブース１Ａについて説明する。塗装ブース１Ａは、塗装室２の床下構造、及び、処理装置１０の配置構造が、実施形態１の塗装ブース１のものと相違している。その他の構造は、塗装ブース１のものと同一である。なお、図９では図１に記載の要素と同一の要素に同一の符号を付しており、以下では、当該同一の要素についての説明は省略する。

【0055】

塗装ブース１Ａにおいて、塗装室２の床下には、床上からアクセス可能な空間が設けられており、この空間に処理装置１０が本体ケース１１に格納された状態で配置される。このため、作業者は、塗装室２の床上から処理装置１０の着脱を行うことができる。処理装置１０が本体ケース１１に格納された状態では、案内板部２０は、その巻軸方向Ｘ（図２を参照）が水平方向に沿って延びるような横置きで配置される。案内板部２０を横置きで配置すれば、粘着性が高くて崩れにくい塗料を回収するのにも効果を発揮する。

【0056】

処理装置１０の側方には、フィルター部材１４が配置されている。フィルター部材１４は、排出管１１ｂを介して排気ダクト９に接続されている。このフィルター部材１４は、処理装置１０の処理後に残留する塗料を回収するための、波型の２次フィルターである。本体ケース１１の吸入管１１ａを通じて各処理装置１０の案内板部２０に供給された塗料ミストＭは、各案内板部２０で捕集処理がなされた後に、フィルター部材１４及び排出管１１ｂを通じて排気ダクト９に排気される。本形態では、２つの吸入管１１ａのそれぞれが２つの処理装置１０に兼用されている。本体ケース１１は使い捨てにせず、再利用することも可能である。

【0057】

塗装ブース１Ａには、塗装ブース１のバッフル室７のような中継部が設けられていない。このため、中継部を省略することによって清掃対象面積を少なくすることができ、その分、清掃に要する工数を低く抑えることができる。

【0058】

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変更が考えられる。例えば、上述の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

【0059】

上述の実施形態では、自動車ボディの塗装設備に使用される処理装置１０について例示したが、必要に応じて、この処理装置１０を、自動車以外の他の分野の塗装設備に適用することもできる。

【0060】

上述の実施形態では、空気中に含まれる塗料ミストＭを被捕集物として、この塗料ミストＭを処理する処理装置１０について例示したが、被捕集物は塗料ミストＭのみに限定されるものではなく、その他の被捕集物を処理装置１０で処理するようにしても良い。気体や液体に含まれる各種の物質を被捕集物とすることができる。

【符号の説明】

【0061】

１０…処理装置、 １１…本体ケース、 １１ａ…吸入管、 １１ｂ…排出管、 ２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…案内板部、 ２０ａ…外周末端、 ２０ｂ…内周末端、 ２０ｃ，２０ｄ…表面、 ２１…旋回流路、 ２２…入口隙間、 ２３…出口隙間、 ２４…中心空間、 ２５…凹凸部、 ３０…被覆部、 ３１…排出口、ｄ…渦巻間隔、 ｒ…旋回径、 Ｄ１…中心空間の開口径、 Ｄ２…排出口の開口径、 Ｍ…塗料ミスト（被捕集物）、 Ｘ…巻軸方向、 Ｙ…径方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】