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JP-2026076608-A - 空調機の制御装置

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Abstract

【課題】塗装ブースを待機状態から塗装可能状態に復帰させるために必要な時間を短縮するとともに外気を調整するためのエネルギーを低減する。 【解決手段】外気を取り込んで当該外気に対して温度および湿度のうち少なくとも一方を調整した後、塗装ブース１０に供給する空調機２０を制御する空調機の制御装置１００であって、対象物が塗装される際には、通常ウィンドウＷ１の温度範囲を満たす温度を目標温度に設定するとともに、通常ウィンドウＷ１の湿度範囲を満たす湿度を目標湿度に設定し、塗装ブース１０内に対象物がない待機状態になった場合、緩和ウィンドウＷ２の緩和温度範囲を満たす温度を目標温度に設定するとともに、緩和ウィンドウＷ２の緩和湿度範囲を満たす湿度を目標湿度に設定し、塗装ブース１０の温度および湿度が、目標温度および目標湿度になるように空調機２０を制御する。 【選択図】図４

Inventors

  • 劉 棟
  • 巴 亮太
  • 天野 健太

Assignees

  • 三菱自動車工業株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (10)

  1. 外気を取り込んで当該外気に対して温度および湿度のうち少なくとも一方を調整した後、対象物に対して塗料を塗装する塗装ブースに供給する空調機を制御する空調機の制御装置であって、 前記対象物が塗装される際の温度範囲および湿度範囲を含む通常塗装条件を記憶する記憶部と、 前記通常塗装条件の前記温度範囲を満たす温度を目標温度に設定するとともに、前記通常塗装条件の前記湿度範囲を満たす湿度を目標湿度に設定する設定部と、 前記塗装ブースの温度および湿度が、前記目標温度および前記目標湿度になるように前記空調機を制御する空調機制御部と、を備え、 前記記憶部は、前記通常塗装条件の前記温度範囲の下限温度よりも下限温度が低くかつ前記温度範囲の上限温度よりも上限温度が高い緩和温度範囲、および前記通常塗装条件の前記湿度範囲の下限湿度よりも下限値が低くかつ前記湿度範囲の上限湿度よりも上限温度が高い緩和湿度範囲を含む緩和塗装条件をさらに記憶し、 前記設定部は、前記塗装ブース内に前記対象物がない待機状態になった場合、前記緩和塗装条件の前記緩和温度範囲を満たす温度を前記目標温度に設定するとともに、前記緩和塗装条件の前記緩和湿度範囲を満たす湿度を前記目標湿度に設定する、 ことを特徴とする空調機の制御装置。
  2. 前記記憶部は、前記待機状態となる日時を記録したスケジュールをさらに記憶し、 前記設定部は、前記スケジュールに基づいて、前記待機状態になったか否かを判断する、 ことを特徴とする請求項１記載の空調機の制御装置。
  3. 前記塗装ブース内における前記対象物の有無を検知する対象物検知センサをさらに備え、 前記設定部は、前記塗装ブース内において前記対象物が検知されなかった場合、前記待機状態になったと判断する、 ことを特徴とする請求項１記載の空調機の制御装置。
  4. 前記対象物検知センサにより前記対象物が検知されなくなってからの経過時間を計測する計時部をさらに備え、 前記設定部は、前記経過時間が予め定められた基準時間を超えた場合に、前記待機状態になったと判断する、 ことを特徴とする請求項３記載の空調機の制御装置。
  5. 外気の温度を検出する外気温度センサと、 外気の湿度を検出する外気湿度センサと、を備え、 前記設定部は、前記待機状態になった場合、検出した外気の温度および湿度を参照して、最小のエネルギーで外気の温度および湿度のうち少なくとも一方を調整できる前記緩和塗装条件内の温度および湿度を、前記目標温度および前記目標湿度に設定する、 ことを特徴とする請求項１記載の空調機の制御装置。
  6. 前記空調機は、前記塗装ブースに送風する送風装置を備え、 前記空調機制御部は、前記送風装置が稼働している状態で、前記塗装ブースの温度および湿度が、前記目標温度および前記目標湿度になるように前記空調機を制御する、 ことを特徴とする請求項１記載の空調機の制御装置。
  7. 外気の温度を検出する外気温度センサと、 外気の湿度を検出する外気湿度センサと、を備え、 前記設定部は、検出した外気の温度および湿度が前記通常塗装条件内にある場合、前記待機状態になった場合でも、前記通常塗装条件内の温度および湿度を、前記目標温度におよび前記目標湿度に設定する、 ことを特徴とする請求項１記載の空調機の制御装置。
  8. 前記緩和温度範囲および前記緩和湿度範囲は、前記塗装ブースの温度および湿度を、前記緩和塗装条件内から前記通常塗装条件内の温度および湿度に調整しても、結露が生じない範囲で設定されている、 ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
  9. 前記緩和温度範囲および前記緩和湿度範囲は、前記待機状態から、前記塗装ブース内で前記対象物に塗料を塗装できる塗装可能状態に戻した場合に、所定時間内で前記緩和塗装条件内から前記通常塗装条件内の温度および湿度に調整可能な範囲に設定されている、 ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
  10. 前記空調機は、外気を加熱する第１加熱装置と、前記第１加熱装置により加熱された外気を加湿する加湿装置と、前記加湿装置により加湿された外気を冷却および除湿する除湿冷却装置と、前記除湿冷却装置により冷却および除湿された外気を再加熱する第２加熱装置と、前記第２加熱装置により再加熱された外気を調整空気として前記塗装ブースに供給する供給装置と、を備える、 ことを特徴とする請求項１記載の空調機の制御装置。

Description

本発明は、空調機の制御装置に関する。 従来、塗装ブースの温度および湿度を調整する空調機を制御する制御装置が知られており、塗装ブース内に塗装する対象物がない場合には消費エネルギーを低減させるものがある。例えば、特許文献１では、塗装ブース内に塗料を塗装する対象物が存在しない場合に、温度および湿度が調整されていない状態の外気を塗装ブースに供給する空調システムが開示されている。 特開平８－１０３７０７号公報 本実施の形態の塗装システムの一例を示す全体構成図である。本実施の形態の空調システムの一例を示す全体構成図である。本実施の形態の空調システムの他の例を示す全体構成図である。本実施の形態の空調機の制御装置の機能構成図である。空気線図上に定めた本実施の形態のウィンドウおよび緩和ウィンドウの一例を示す図である。図５のウィンドウおよび緩和ウィンドウの拡大図である。本実施の形態の待機状態スケジュールの一例を示す図である。本実施の形態の空調機の制御装置により実行される空調機の制御処理の流れを示すフローチャートである。 以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施の形態の塗装システムは、塗装ブース１０と、空調機２０と、コンベア制御装置５０と、乾燥装置６０と、冷却装置７０と、制御装置１００とを備えて構成されている。 塗装ブース１０は、対象物に対して塗料を塗装するための仕切られた領域であって、本実施の形態では塗装する対象物を車（自動車）とし、塗料は水性塗料を用いる例を示す。空調機２０は、外気を取り込んで当該外気に対して温度および絶対湿度のうち少なくとも一方を調整した後、当該調整後の外気を調整空気として塗装ブース１０に供給する。 コンベア制御装置５０は、対象物を搬送するベルトコンベアを制御するものである。搬送された対象物は、塗装ブース１０、乾燥装置６０、冷却装置７０へとこの順で搬送されていく。乾燥装置６０は、塗装ブース１０で塗装された対象物を乾燥させる。また、冷却装置７０は、乾燥装置６０で乾燥された対象物を冷却する。制御装置１００は、空調機２０、コンベア制御装置５０、乾燥装置６０および冷却装置７０を制御する。 図２に示すように、本実施の形態の空調システム１は、塗装ブース１０と、空調機２０と、制御装置１００（空調機の制御装置）とを備えて構成されている。本実施の形態の空調機２０は、プレヒータ２２と、ワッシャ２４と、クーラ２６と、レヒータ２８と、送風ファン３０とを備えて構成されている。 プレヒータ２２は、取り込んだ外気を加熱する加熱装置（第１加熱装置）である。ワッシャ２４は、プレヒータ２２により加熱された外気を加湿する加湿装置である。クーラ２６は、ワッシャ２４により加湿された外気を冷却および除湿する除湿装置である。レヒータ２８は、クーラ２６により冷却及び除湿された外気を再加熱する加熱装置（第２加熱装置）である。送風ファン３０は、レヒータ２８により再加熱された外気を調整空気として塗装ブース１０に供給する供給装置である。空調機２０は、プレヒータ２２と、ワッシャ２４と、クーラ２６と、レヒータ２８と、送風ファン３０とが、上記で説明した順に配置されている。 また、図３に示すように、空調システム１は、空調機２０に替えて、リサイクル空調機４０を用いて構成してもよい。リサイクル空調機４０は、一端塗装ブース１０に供給した空気を回収し、回収された空気の温度および絶対湿度を調整して再供給する。本実施の形態のリサイクル空調機４０は、空調機２０からプレヒータ２２とワッシャ２４を省いた構成となっており、塗装ブース１０から回収された空気に水分を含ませた後、クーラ２６により冷却および除湿し、レヒータ２８により加熱し、送風ファン３０により再度塗装ブース１０に供給する。 次に、図４を参照して、制御装置１００について説明する。制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御装置、制御プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）や制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置、出力装置、入力装置および外部装置等と通信を行う通信Ｉ／Ｆ（interface）などを含む通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。制御装置１００では、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより空調機２０、コンベア制御装置５０、乾燥装置６０および冷却装置７０の制御処理が実行される。 制御装置１００には、空調機２０、外気温度センサ３２、外気湿度センサ３４、調整空気温度センサ３６、調整空気湿度センサ３８および対象物検知センサ４２が接続されている。制御装置１００は、記憶部１３０と、信号受付部１０２と、計時部１０４と、設定部１０８と、空調機制御部１１０とを備えて構成されている。なお、本実施の形態では、制御装置１００によるコンベア制御装置５０、乾燥装置６０および冷却装置７０の制御については説明を省略する。 外気温度センサ３２は、空調機２０に取り込まれる前の外気の温度を検出するセンサであって、例えばサーミスタなどである。外気湿度センサ３４は、空調機２０に取り込まれる前の外気の絶対湿度を検出するセンサであって、例えば高分子静電容量式湿度センサなどである。外気温度センサ３２および外気湿度センサ３４は、空調機２０の室外機（不図示）の外気取り込み部付近に設けられている。 調整空気温度センサ３６は、空調機２０により温度および絶対湿度が調整された空気（調整空気）の温度を検出するセンサであって、例えばサーミスタなどである。調整空気湿度センサ３８は、空調機２０により温度および絶対湿度が調整された空気（調整空気）の絶対湿度を検出するセンサであって、例えば高分子静電容量式湿度センサなどである。調整空気温度センサ３６および調整空気湿度センサ３８は、空調機２０の送風ファン３０の供給口付近に設けられている。 対象物検知センサ４２は、塗装ブース１０内における対象物の有無を検知するセンサであって、例えば、光電センサやレーザセンサなどである。本実施の形態の対象物検知センサ４２は、ベルトコンベア（不図示）によって搬送されている対象物が塗装ブース１０内にあるか否かを検知する。 記憶部１３０は、対象物が塗装される際の温度範囲および湿度範囲を含む通常塗装条件である通常ウィンドウＷ１を記憶している。具体的には、通常ウィンドウＷ１（通常塗装条件）とは、空調機２０に一つの温度および絶対湿度が設定される場合に、その温度から所定の温度範囲（例えば設定される温度±１℃）、およびその絶対湿度から所定の絶対湿度範囲（例えば設定される絶対湿度±２％）により定められる範囲であって、対象物に塗料を塗装できる温度範囲および絶対湿度範囲を示している。したがって、対象物に塗料を塗装する際には、通常ウィンドウＷ１が示す温度範囲および絶対湿度範囲内の温度および絶対湿度になるよう、外気を調整する。つまり、通常ウィンドウＷ１の範囲外の温度および絶対湿度では、対象物を塗装するための適した環境ではないことになる。 図５、図６に示すように、本実施の形態において記憶された通常ウィンドウＷ１は、空気線図上に所定の温度範囲および所定の湿度範囲（絶対湿度範囲）で囲まれた矩形状で設定されている。図５、図６では、通常ウィンドウＷ１は温度範囲が３℃で設定されているが、温度範囲、絶対湿度範囲は任意である。 記憶部１３０は、さらに、通常ウィンドウＷ１に対応し、通常ウィンドウＷ１の温度範囲の下限温度より下限温度が低くかつ温度範囲の上限温度より上限温度が高い緩和温度範囲および通常ウィンドウＷ１の絶対湿度範囲の下限絶対湿度より下限絶対湿度が低くかつ絶対湿度範囲の上限絶対湿度より上限絶対湿度が高い緩和絶対湿度範囲を含む緩和塗装条件である緩和ウィンドウＷ２を記憶している。 図５、図６に示すように、本実施の形態において記憶された緩和ウィンドウＷ２は、空気線図上に所定の緩和温度範囲および所定の緩和湿度範囲（緩和絶対湿度範囲）で囲まれた矩形状であって、通常ウィンドウＷ１より温度範囲および絶対湿度範囲が大きい矩形状で設定されている。図５、図６では、緩和ウィンドウＷ２は温度範囲が７℃で設定されているが、温度範囲、絶対湿度範囲は任意である。 本実施の形態では、制御装置１００は、対象物に塗料が塗装される際に、塗装ブース１０を通常ウィンドウＷ１内の温度および絶対湿度に調整されるよう、空調機２０を制御する。その後、制御装置１００は、塗装ブース１０内に対象物がない待機状態になった場合に、塗装ブース１０を緩和ウィンドウＷ２内の温度および絶対湿度に調整されるよう空調機２０を制御する。そして、制御装置１００は、待機状態から、塗装ブース１０内で対象物に塗料を塗装できる塗装可能状態に戻ったら、塗装ブース１０が再度、通常ウィンドウＷ１内の温度および絶対湿度に調整されるよう空調機２０を制御する。なお、塗装ブース１０内に対象物がない場合とは、例えば、従業員の昼休みやシフト交替の間など、対象物の塗装を行っておらず塗装ブース１０内に対象物が搬送されていない場合である。 また、緩和ウィンドウＷ２の緩和温度範囲および緩和絶対湿度範囲は、塗装ブース１０の温度および絶対湿度を、緩和ウィンドウＷ２内から通常ウィンドウＷ１内の温度および絶対湿度に調整しても、結露が生じない範囲で設定されている。例えば、複数の塗装ブース１０が隣接して並んで備えられた場合に、いずれかの塗装ブース１０が待機状態から塗装可能状態に復帰しても、それぞれの塗装ブース１０内の空調バランスを維持できる。 また、緩和ウィンドウＷ２の緩和温度範囲および緩和絶対湿度範囲は、塗装ブース１０内に対象物がない待機状態から、塗装ブース１０内で対象物に塗料を塗装できる塗装可能状態に戻した場合に、所定時間内で緩和ウィンドウＷ２内から通常ウィンドウＷ１内の温度および絶対湿度に調整可能な範囲に設定されている。ここで、所定時間は、例えば、１５～２０分である。これは、待機状態から塗装可能状態に戻ったときに、塗装ブース１０の内部が通常ウィンドウＷ１内の温度および絶対湿度に戻っていなかった場合には、適した温度および絶対湿度になるまで塗装作業を行うことができない。したがって、緩和ウィンドウＷ２は、塗装ブース１０を所定時間内で待機状態から塗装可能状態に復帰できるような緩和温度範囲および緩和絶対湿度範囲に設定されている。 記憶部１３０は、さらに、待機状態となる日時を記録したスケジュールを記憶している。図７に示すように、本実施の形態では、曜日と待機状態となる時間帯とを対応付けて記録した待機状態スケジュールを記憶している。図７に示す待機状態スケジュールの例では、縦軸に昼勤務（８時～１７時半）の昼食時間、昼勤務から夜勤務に代わるまでの時間（シフト間）、夜勤務（２０時～５時半）の昼食時間、夜勤務から昼夜勤務に代わるまでの時間（シフト間）のそれぞれが、月曜日～日曜日に対応付けて記録されている。つまり、例えば月曜日であれば、１２時～１３時、１７時半～２０時、０時～１時および５時半～８時が、待機状態となる時間である。 信号受付部１０２は、外気温度センサ３２、外気湿度センサ３４、調整空気温度センサ３６、調整空気湿度センサ３８、および対象物検知センサ４２から送られる検出信号を受け付ける。すなわち、信号受付部１０２は、外気の温度の検出値、外気の絶対湿度の検出値、調整空気の温度の検出値、調整空気の絶対湿度の検出値および塗装ブース１０内の対象物の有無を示す検知結果を受け付ける。 計時部１０４は、時間を計測するものであって、本実施の形態では、対象物検知センサ４２により塗装ブース１０に対象物が検知されなくなってからの経過時間を計測する。また、本実施の形態では、計時部１０４は、設定部１０８によ