JP2005099790A

JP2005099790A - 乾燥機

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Publication number: JP2005099790A
Application number: JP2004252617A
Authority: JP
Inventors: Shinji Majima; 伸治間島
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2024-08-31
Also published as: JP4460392B2

Abstract

【課題】熱風温度を高精度で調節可能であり、設備コスト・維持管理費を削減可能な乾燥装置を提供する。
【解決手段】第２乾燥機１４Ｂは、バーナー絞りが調節可能なガスバーナー間接熱交換器（ＧＨＥ）３４を備えている。このＧＨＥ３４は、筐体内にガスバーナーと熱交換器とが収納されている。ガスバーナーの燃焼ガスは、熱交換器に供給される。筐体内に入った空気は、ガスバーナーの外面を通るときに加熱され、そして熱交換器を通過するときに更に加熱される。筐体は、送風ダクト４０で第２乾燥部１３Ｂにつながっている。この送風ダクト４０の途中に設けた送風ファン３５は、ＧＨＥ３４で加熱された熱風を第２乾燥部１３Ｂに供給する。この第２乾燥部１３Ｂ内には、塗布液が塗布されたアルミウェブが移動している。熱風は、アルミウェブの塗布面に当てられ、塗布液を乾燥させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、乾燥機に関するもので、特に平版印刷版（以下ＰＳ版と称する）製造ライン等の乾燥工程に好適な乾燥機に関するものである。

ＰＳ版製造ラインでは、アルミウェブに塗布液を塗布してから、乾燥室内で乾燥させる。この乾燥後に、塗布層が形成されたアルミウェブを所定サイズに切断してＰＳ版としている。このアルミウェブの塗布面に熱風を当てることにより、塗布面の乾燥を行う乾燥機は広く知られている（例えば、特許文献１参照）。コンベンショナルタイプ、或いはデジタル対応タイプ（ＣＴＰとも呼ばれる）等のＰＳ版は品種によって使用される塗布液が異なり、その塗布液の物性によって乾燥のためのウェブ温度が大きく変化する。このため、全品種のＰＳ版の乾燥に対応させるために、乾燥風として広い温度領域（例えば、約５０℃〜２００℃程度）の熱風を送風する必要があった。

特開２００３−９８６８５号公報

上記特許文献１に記載のＰＳ版乾燥機では、高温の熱風を生成するために、熱交換器にボイラーからの蒸気を供給している。高温の熱風温度を得るためには高圧蒸気が必要で、例えば２００℃の高温風を得るためには２Ｍｐａ（２０ｋｇ／ｃｍ²）の高圧蒸気が必要となる。また、５０℃の低温風を作ろうとすると、蒸気量あるいは蒸気圧力を落とす必要があり、蒸気量を落とす場合は、複数の蒸気流量制御バルブを並列に設けて対応し、蒸気圧力を落とす場合は、減圧制御弁を介して配管すること等により対応可能である。しかし、ＰＳ版の乾燥のように設定温度±１℃の高精度を必要とするものに対しては、温度制御が困難になるという問題があった。

また、熱交換器に蒸気を供給して、５０℃〜２００℃までの広い温度領域の熱風をＰＳ版製造ラインの乾燥室内に送風するためには、高圧ボイラーや、高圧配管の設備が必要となり、また、熱風の風量の変化に伴う温度精度の確保等が必要である。これは、設備コスト・維持管理コストが高くなるという問題を招く。これに対処するためには、オイルヒータや電気ヒータ等を使用して生成した熱風をアルミウェブに当てて乾燥させる方式や、ヒートロールや、コイルによる誘導加熱を利用して直接アルミウェブを加熱して乾燥させる方式も考えられるが、設備コスト・維持管理コストが高くなるという問題は同じく残る。

本発明は、熱風温度を高精度で調節可能であり、設備コスト・維持管理費の削減が図れる乾燥機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の乾燥機は、塗布液が塗布され、乾燥室内に搬送されたウェブに対して熱風を吹き付けることにより、前記ウェブの塗布面を乾燥させる乾燥機において、バーナー絞りを調節可能なガスバーナー間接熱交換器と、前記ガスバーナー間接熱交換器で加熱された空気を前記熱風として前記乾燥室に向けて送風する送風器と、前記ガスバーナー間接熱交換器及び前記乾燥室間に配置され、前記送風器からの前記熱風を前記乾燥室内に導くための送風ダクトとを備えていることを特徴とするものである。

また、前記ガスバーナー間接熱交換器は、可燃性ガスを燃焼させるガスバーナーと、前記ガスバーナーの燃焼ガスで前記空気を加熱する熱交換器とを備えていることを特徴とするものである。

さらに、前記ガスバーナー間接熱交換器は、前記ガスバーナー及び前記熱交換器を収納する筐体と、前記筐体の一面に取り付けられた入口ダクトと、前記筐体の他面に取り付けられ、前記送風ダクトの一部を構成する出口ダクトとをさらに備え、前記入口ダクトから前記筐体内に入った前記空気は、前記ガスバーナーの周囲を通ってから、前記熱交換器を通過することで加熱され、前記出口ダクトから前記送風器に向かって送出されることを特徴とするものである。また、前記燃焼ガスは、前記熱交換器を経てから、その一部が前記ガスバーナーに戻されることが好ましい。

また、前記乾燥室内では、塗布液が塗布されたウェブが移動しており、前記ウェブの塗布面に前記熱風が当てられて前記塗布液が乾燥されることが好ましい。さらに、前記ウェブは、アルミニウム製であり、前記塗布液が塗布されて表面に塗布層が形成されたウェブは、ＰＳ版であることが好ましい。

また、前記送風ダクトは、１０ｍ以上の長さを有することが好ましい。さらに、前記送風ダクトには、攪拌機が設けられており、この攪拌機によって前記ガスバーナー間接熱交換器から送出された熱風の前記送風ダクト断面に対する温度分布が均一にされることが好ましい。

また、前記バーナー絞りは、全開から１／２０までの範囲内で調節可能であることが好ましい。さらに、前記バーナー絞りは、単位時間あたりの発熱量を６，３００〜１５，７５０ｋｃａｌ／ｈの範囲内で制御することにより、可変乾燥風量４０〜３６０ｍ³／ｍｉｎのもとで、熱風温度を５０〜２００℃の範囲内で、設定温度±１℃の高精度で制御することが好ましい。

また、前記乾燥室の入口付近には、温度センサが配置されており、この温度センサによって測定された前記熱風の測定温度に基づいて、前記バーナー絞りが調節されることが好ましい。

さらに、前記熱交換器の表面温度は、可燃性ガスが発火しないように４００℃以下に制御されていることが好ましい。また、前記熱交換器に亀裂があった場合に、燃焼ガスが前記筐体内に漏れないように、前記熱交換器内が負圧に保たれていることが好ましい。

本発明の乾燥機によれば、熱風温度を５０℃〜２００℃までの広い温度領域で、温度を高精度で制御して、例えばＰＳ版の塗布乾燥条件を満足し、さらに設備コスト・維持管理コストの低減を図ることが可能である。このため、ＰＳ版等の塗布乾燥物の製造コストを低減することができる。

本発明の乾燥機を適用した平版印刷版（ＰＳ版）製造ラインを図１に示す。表面処理装置（図示せず）により表面処理されたアルミウェブ１０が、複数のローラ１１により塗布装置１２に搬送される。アルミウェブ１０は、この塗布装置１２によって表面に塗布液が塗布されて、塗布層が形成される。その後、搬送ローラ１１によって、アルミウェブ１０の搬送路に沿って乾燥室に順次搬送される。この乾燥室は、第１乾燥部１３Ａ、第２乾燥部１３Ｂ、第３乾燥部１３Ｃ、第４乾燥・冷却部１３Ｄで構成されている。

これらの第１〜第３乾燥部１３Ａ〜１３Ｃ，第４乾燥・冷却部１３Ｄには、それぞれに第１乾燥機１４Ａ，第２乾燥機１４Ｂ，第３乾燥機１４Ｃ，第４乾燥・冷却機１４Ｄが設けられている。これらの乾燥機１４Ａ〜１４Ｄから、乾燥部１３Ａ〜１３Ｄの各々に熱風が送風されて、アルミウェブ１１に形成された塗布層が乾燥される。さらに、アルミウェブ１０は、ローラ１１によって次の工程に搬送される。次工程では、アルミウェブ１０に、再び塗布層を形成して乾燥・冷却を行う。その後、裁断装置（図示せず）によって、所定サイズのＰＳ版に裁断される。また、第４乾燥・冷却部１４Ｄとは、別に冷却機を設けてアルミウェブ１０を冷却しても良い。

ＰＳ版は、長方形の板状に形成された薄いアルミニウム製の支持体上に、塗布層（感光性ＰＳ版の場合には感光層、感熱性ＰＳ版の場合には感熱層、さらに必要に応じて、オーバーコート層やマット層等）を形成したものである。この塗布層に、露光、現像処理、ガム引き等の製版処理が行われ、印刷機にセットされてインクが塗布されることで、紙面に文字、画像等が印刷される。なお、本実施形態におけるＰＳ版は、印刷に必要な処理（露光や現像等）が施される前段階のものであり、平版印刷版原版あるいは平版印刷版材と称されることもある。また、ＰＳ版の具体的構成は特に限定されないが、例えば、ヒートモード方式およびフォトン方式のレーザ刷版用のＰＳ版とすることによって、露光や現像等の処理を施すことなく、デジタルデータから直接製版可能なＰＳ版とすることができる。

図２は、各乾燥機１４Ａ〜１４Ｄの構成を示すものである。乾燥機１４Ａ〜１４Ｃは、略同じ構成であるので、乾燥機１４Ｂを代表例として説明する。

乾燥機１４Ｂは、熱交換器であるヒートパイプ３０と、複数の手動ダンパ３１と、複数の制御ダンパ３２と、流体の流速を測るための装置であるピトー管３３と、ガスバーナー間接熱交換器であるＧＨＥ（Gas burning Heat Exchanger）３４と、送風器である送風ファン３５と、排気ファン３６と、除塵を行うフィルタ３７と、温度センサ３８と、送風ダクト４０と、排出ダクト４１と、第１循環ダクト４２と、第２循環ダクト４３とで構成されている。

送風ダクト４０の入口及び排出ダクト４１の出口の近傍には、ヒートパイプ３０が設けられている。このヒートパイプ３０は、排出ダクト４１から排出される空気の熱を送風ダクト４０に伝達して、送風ダクト４０から流入する空気を加熱するためのものである。このヒートパイプ３０により、排出空気の熱を利用して、送風ダクト４０に流入する空気を加熱することができるので、エネルギー効率が向上する。

この送風ダクト４０には、ヒートパイプ３０の下流側に手動ダンパ３１と、制御ダンパ３２が設けられている。手動ダンパ３１は、操作者により操作されて送風ダクト４０内の流量が調節される。制御ダンパ３２の下流側には、ピトー管３３が設けられており、このピトー管３３は、空気導入路４０内の空気の流速を測定する。制御ダンパ３２は、ピトー管３３と電気的に接続されており、ピトー管３３により測定された流速値に基づいて制御される。

さらに、ピトー管３３の下流にはＧＨＥ３４が設けられており、このＧＨＥ３４の下流には送風ファン３５が設けられている。ＧＨＥ３４は、後述するようにガスバーナーにより空気を加熱して熱風を送出する。この熱風は送風ファン３５により、さらに下流側に導かれる。

この送風ファン３５の下流には、手動ダンパ３１と、制御ダンパ３２と、ピトー管３３とが設けられており、前述のものと同様に作用して、ＧＨＥ３４にて加熱された空気の流速が制御される。また、これらの下流には、フィルタ３７が設けられており、このフィルタ３７により除塵された加熱空気が送風ダクト４０の出口を通って第２乾燥部１３Ｂ内に送風される。

また、フィルタ３７と第２乾燥部１３Ｂとの間には、温度センサ３８が設けられ、ＧＨＥ３４と電気的に接続されている。この温度センサ３８により取得された温度測定値がＧＨＥ３４に送られる。ＧＨＥ３４は、この測定値に基づいてガスバーナーを制御して、加熱空気の温度を制御する。なお、この温度センサ３８を設けなくても良い。この場合、ＧＨＥ３４は、ＧＨＥ３４の出入口付近の温度測定値等に基づいてガスバーナーを制御すれば良い。

第２乾燥部１３Ｂに送出された加熱空気は、排出ダクト４１を介して第２乾燥部１３Ｂから排出される。この排出ダクト４１には、手動ダンパ３１、制御ダンパ３２、ピトー管３３が配置されており、前述の送風ダクト４０に設けられたものと同様に作用し、排出ダクト４１内の空気の流速が制御される。また、これらの下流には、排気ファン３６が設けられており、この排気ファン３６により第２乾燥部１３Ｂ内の空気が排出ダクト４１に吸引される。

また、この排気ファン３６の上流側と、送風ファン３５の下流側との間には、送風ダクト４０と排出ダクト４１とを結ぶ第１循環ダクト４２が設けられている。この第１循環ダクト４２には、ピトー管３３と、制御ダンパ３２と、手動ダンパ３１とが設けられており、前述の送風ダクト４０に設けたものと同様に作用して、第１循環ダクト４２内の空気の流速が制御される。排出ダクト４１から第１循環ダクト４２に流入した空気は、再び送風ダクト４０に入り、手動ダンパ３１と、制御ダンパ３２と、ピトー管３３と、フィルタ３７とを介して、再び第２乾燥部１３Ｂに送風される。

さらに、排気ファン３６の下流とＧＨＥ３４の上流側との間にも、送風ダクト４０と排出ダクト４１とを結ぶ第２循環ダクト４３が設けられている。この第２循環ダクト４３にも、手動ダンパ３１と、制御ダンパ３２と、ピトー管３３とが設けられており、前述のものと同様に作用して、第２循環ダクト４３内の空気の流速が制御される。排出ダクト４１から第２循環ダクト４３に流入した空気は、再び送風ダクト４０に入り、送風ダクト４０の入口から流入した空気と混合される。

さらに、排気ファン３６のさらに下流側には、手動ダンパ３１と制御ダンパ３２とが２組設けられており、排出ダクト４１内の空気の流速が制御される。制御ダンパ３２を通った空気は、ヒートパイプ３０を介して第２乾燥機１４Ｂの外部に排出される。この時、前述したように、排出空気の熱がヒートパイプ３０によって吸引空気に与えられる。また、これら各ダクト４０〜４３に設けられる各ファン３５，３６の回転数、各ダンパ３１，３２の開度を制御することにより、４０〜３６０ｍ³／ｍｉｎの可変乾燥風量が保たれる。

図３に示すように、ＧＨＥ３４は、燃焼炉と熱交換器とを筐体内にコンパクトに納めて熱交換効率を高めたものである。ＧＨＥ３４は、筐体４９と、ガスバーナー５０と、ダクト５１と、熱交換器５２と、内部循環用ファン５３と、ダクト５４とで構成されている。ガスバーナー５０には、液化天然ガスであるＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）が供給され、このＬＮＧを燃料として燃焼する。

筐体４９の背面には、入口ダクト４０ａが接続され、そして筐体４９の前面には出口ダクト４０ｂが接続されている。これらの入口ダクト４０ａと出口ダクト４０ｂは、図２に示す送風ダクト４０の一部を構成している。また、筐体４９内には、ガスバーナー５０、ダクト５１、熱交換器５２、及び内部循環用ファン５３が収納されている。

ＬＮＧに加圧空気を混合した可燃性ガスは、パイプ５０ａを通ってガスバーナー５０に供給され、ガスバーナー５０内で燃焼する。この燃焼ガスは、ダクト５１を通って熱交換器５２に送られる。熱交換器５２を経た燃焼ガスは、内部循環用ファン５３により、ダクト５４を通ってガスバーナー５０に戻され、再び加熱される。また、ダクト５４には、排出穴５４ａが形成されており、燃焼ガスの一部が外部へ放出される。

前述の筐体４９内には、入口ダクト４０ａからの空気が流れ込んでおり、この空気がガスバーナー５０の周囲を通ってから、熱交換器５２を通過することで加熱されて高温空気となる。この高温空気は、出口ダクト４０ｂを介して送風ファン３５に吸引される。

ガスバーナー５０の発熱量は、コントロールバルブによって、可燃性ガス（ＬＮＧと空気の混合ガス）の流量を変えることで制御される。このコントロールバルブは、絞り比が１（全開）〜１／２０の間で調節される。また、ＬＮＧ又は空気の一方を絞っても良い。この場合、他方は比例追従で絞られる。

前述のように、ガスバーナー５０は、絞り比が１（全開）〜１／２０までの間で選択され、単位時間当たりの発熱量が、６，３００〜１５，７５０ｋｃａｌ／ｈの範囲内で制御される。これにより、可変乾燥風量４０〜３６０ｍ³／ｍｉｎのもとで、熱風温度を５０℃〜２００℃の範囲内で、設定温度±１℃の高精度で制御することが可能である。

このＧＨＥ３４では、ガスバーナー５０の安全性を確保するために、各燃焼安全装置（安全制御リレー、プレパージ、パイロットバーナー、メインバーナー、アフターパージ、インターロック、緊急遮断弁、ウルトラビジョン、圧力スイッチ、風圧スイッチ、回転スイッチ、バーナーとのインターロック、ベント弁）を制御している。

ＧＨＥ３４の熱交換器５２の表面温度は、可燃性ガスのいかなる濃度においても発火しない４００℃以下の温度に制御されている。また、万一、熱交換器５２に亀裂が生じても燃焼ガスが筐体４９内に漏れないように、熱交換器５２内が負圧になる構造にされている。さらに、亀裂の有無を定期点検で目視点検できるように、点検窓（図示せず）を設けて発見できるようにされている。

次に、上記構成の第２乾燥機１４Ｂの作用について説明する。送風ダクト４０の入口から流入した空気は、手動ダンパ３１、及び制御ダンパ３２により流速が制御されながら、送風ファン３５により送風ダクト４０内を送風される。この熱風は、５０℃〜２００℃の範囲内の設定温度に設定され、設定温度±１℃の高精度で制御される。さらに、ＧＨＥ３４と第２乾燥部１３Ｂとの間の送風ダクト４０の長さは１０ｍ以上にされており、送風ファン３５により送風される熱風の温度分布が、送風ダクト４０の断面に対して均一となる。また、送風ファン３５の下流に攪拌機を設けて、送風ダクト４０内の温度分布をより一層均一にしても良いが、送風ファン３５によって熱風が充分に攪拌されて、送風ダクト４０内の温度分布が均一になる場合には攪拌機を省略できる。

また、送風ダクト４０から第２乾燥部１３Ｂに送風された熱風は、第１循環ダクト４２、第２循環ダクト４３によって、再び送風ダクト４０に導かれるので、排出ダクト４１内の熱風を再利用するため、エネルギー効率が向上する。

なお、乾燥風を循環させる第１循環ダクト４２、第２循環ダクト４３によって循環される循環空気は、有機溶剤ガス濃度が爆発下限界である２５％以下にされており、安全性を確保している。特に、塗布直後の有機溶剤ガス濃度が高い乾燥系、例えば、第１乾燥部１３Ａ内には、新鮮な空気（循環風ではなく、乾燥機の外部から流入した空気）のみをＧＨＥ３４で加熱するようにして、安全を確保している。

以上、第２乾燥機１４Ｂの構成及び作用について説明を行ったが、第１乾燥機１４Ａ、第３乾燥機１４Ｃも略同様の構成であり、同じ装置については同一の符号を付して説明を省略する。第１乾燥機１４Ａ、第３乾燥機１４Ｃは、第２乾燥機１４Ｂと同様に作用する。

次に第４乾燥・冷却機１４Ｄの構造を説明する。この乾燥・冷却機１４Ｄは、第２乾燥機１４Ｂの第１循環路４２及びヒートパイプ３０を省略し、複数の手動ダンパ３１及び複数の制御ダンパ３２の一部を省略した構造となっている。この乾燥・冷却機１４Ｄにおいて、前述の第１〜第３乾燥機１４Ａ〜１４Ｃと同様の装置には、同一符号を付して説明を省略する。また、この乾燥・冷却機１４Ｄでは、ＧＨＥ３４の下流側には、熱交換器４４が設けられている。

第４乾燥・冷却部１３Ｄに冷却風を送風してアルミウェブ１０を冷却する場合、ＧＨＥ３４の作動を停止させて、熱交換器４４内の冷却コイルに冷却水を循環させる。これにより、第４乾燥・冷却機１４Ｄの外部から流入した空気が、熱交換器４４にて冷却されて、第４乾燥・冷却部１３Ｄに送出される。

第４乾燥・冷却部１３Ｄに加熱された空気を送風してアルミウェブ１０を乾燥させる場合は、ＧＨＥ３４を作動させて、熱交換器４４の作動を停止させる。これにより、第４乾燥・冷却機１４Ｄの外部から流入した空気が、ＧＨＥ３４で加熱されて第４乾燥・冷却部１３Ｄに熱風が送風される。第４乾燥・冷却機１４Ｄは、選択的に冷風と熱風を第４乾燥・冷却部１３Ｄに送風することが可能であるので、必要に応じて乾燥と冷却の機能を切り換えることができる。

なお、本実施形態においては、ＰＳ版製造ラインの乾燥工程に本発明の乾燥機を使用する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、写真フイルム用基材、印画紙用のバライタ紙、録音テープ用基材、ビデオテープ用基材、フロッピー（登録商標）ディスク用基材など、連続した帯状で可撓性を有するものの塗布乾燥工程に適用可能である。

本発明の乾燥機におけるダクト内の温度分布を調べるために、図４に示す実験装置を用いて温度分布を測定した。なお、前述の各乾燥機１４Ａ〜１４Ｄにて用いた装置と同様のものには、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図４に示すように、実験装置６０は、外気を送風ダクト６１内に流入させる外調機６２を備えている。外気は、送風ダクト６１に設けられた送風ファン６３によって吸引され、送風ダクト６１の下流に送風される。この送風ダクト６１の下流には、熱交換器６４が設けられている。この熱交換器６４は、温水を使用して空気を加熱する熱交換器である。また、この送風ダクト６１には、外気を熱交換器６４に通さずに迂回させるためのダクト６５が設けられている。

また、送風ダクト６１は、熱交換器６４のさらに下流側で循環ダクト６６に接続されている。送風ダクト６１を介して循環ダクト６６内に流入した空気は、循環ダクト６６内の空気と混合されてＧＨＥ３４の入口に導かれる。

ＧＨＥ３４に流入した空気は、ＧＨＥ３４によって加熱されて下流に導かれる。また、循環ダクト６６には、ＧＨＥ３４の入口と出口とを結ぶダクト６７が設けられており、このダクト６７によって、ＧＨＥ３４によって加熱された空気が再びＧＨＥ３４に導かれて加熱される。

また、ＧＨＥ３４の下流には、攪拌機６８が設けられており、この攪拌機６８によって循環ダクト６６内の空気が攪拌される。この攪拌機６８の下流には、循環ファン６９が設けられており、循環ダクト６６内の空気が循環する。さらに、循環ファン６９の下流において、循環ダクト６６が分断されており、循環ダクト６６から送出された空気が、再び循環ダクト６６内に流入して循環する。また、循環ダクト６６には、２つの風量計７０が設けられており、送風ダクト６１には、１つの風量計７０が設けられており、ダクト内の風量を測定する。

上記構成の実験装置を用いて、ＧＨＥ３４の入口Ｈ、攪拌機６８の上流部Ｂ、攪拌機６８の下流部Ａ、送出部Ｉの４つの測定部における循環ダクト６６内の温度を熱電対によって測定する。なお、各測定部において、循環ダクト６６の断面に対する温度分布を調べるために、例えば、図５に示すように、ＧＨＥ３４の入口Ｈにおける循環ダクト６６の断面に対して、Ｈ１〜Ｈ９の９箇所の温度を測定する。同様に、攪拌機６８の上流部Ｂに対してＢ１〜Ｂ９の９箇所、攪拌機６８の下流部Ａに対してＡ１〜Ａ９の９箇所、送気部Ｉに対してＩ１〜Ｉ９の９箇所について温度を測定する。これら各測定部における温度測定箇所は、図５と同様である。

最初に、実験１について説明する。実験１は、送風の出口温度を２００℃、風量１００ｍ³／ｍｉｎ、ＧＨＥ３４の入口温度１６５℃、出入口温度差３５℃、加熱負荷３６，９４３ｋｃａｌ／ｈ、外気の温度１２℃、外気の流入風量１１．２ｍ³／ｍｉｎの条件で測定を行った。各測定部Ｈ，Ｂ，Ａ，Ｉの温度を同一の時間帯で測定した１時間分のデータを図６〜図９に示す。

図６は、ＧＨＥ３４の入口Ｈにおける循環ダクト６６内の温度分布を示すグラフであり、横軸が時刻、縦軸が温度を示している。このグラフより、入口Ｈにおける循環ダクト６６内の温度は、略１６３℃〜１７０℃の範囲内にあり、循環ダクト６６の断面内の各位置で温度分布にムラがあることが分かる。

図７は、攪拌機６８の上流部Ｂにおける循環ダクト６６内の温度分布を示すグラフであり、横軸が時刻、縦軸が温度を示している。このグラフより、上流部Ｂにおける循環ダクト６６内の温度は、略１９５℃〜２１０℃の範囲内にあり、ＧＨＥ３４の前後で空気が約３５℃上昇していることが分かる。また、循環ダクト６６の断面内の各位置で温度分布にムラがあることが分かる。

図８は、攪拌機６８の下流部Ａにおける循環ダクト６６内の温度分布を示すグラフであり、横軸が時刻、縦軸が温度を示している。このグラフにより、下流部Ａにおける循環ダクト６６内の温度は、略１９７℃〜２０６℃の範囲内にあり、攪拌機６８によって循環ダクト６６内の各位置での温度差が、約１５℃から約９℃に収束していることが分かる。

図９は、送出部Ｉにおける循環ダクト６６内の温度分布を示すグラフであり、横軸が時刻、縦軸が温度を示している。このグラフにより、送出部Ｉにおける循環ダクト６６内の温度は、略１９９．５℃〜２０２．５℃の範囲内にあり、温度差が約３℃に収束されていることが分かる。また、循環ダクト６６内の平均温度は、設定温度２００℃に対して、略±１℃の範囲内にあり、設定温度に対して±１℃の精度を得ることができる。また、他の温度差条件（温度差４５℃，５５℃）においても、設定温度２００℃に対して略±１℃の範囲内となり、同様の結果が得られた。

次に、実験２について説明する。実験２は、送風の出口温度を８０℃、風量１００ｍ³／ｍｉｎ、ＧＨＥ３４の入口温度６５℃、出入口温度差１５℃、加熱負荷２１，２１５ｋｃａｌ／ｈ、外気の温度１２℃、外気の流入風量１７．８ｍ³／ｍｉｎの条件で測定を行った。各測定部Ｈ，Ｂ，Ａ，Ｉの温度を同一の時間帯で測定した３７分間分のデータを図１０〜図１３に示す。

図１０は、ＧＨＥ３４の入口Ｈにおける循環ダクト６６内の温度分布を示すグラフであり、横軸が時刻、縦軸が温度を示している。このグラフより、入口Ｈにおける循環ダクト６６内の温度は、略６４．５℃〜６５．５℃の範囲内にあることが分かる。

図１１は、攪拌機６８の上流部Ｂにおける循環ダクト６６内の温度分布を示すグラフであり、横軸が時刻、縦軸が温度を示している。このグラフより、上流部Ｂにおける循環ダクト６６内の温度は、略７６℃〜８６℃の範囲内にあり、ＧＨＥ３４の前後で空気が約１５℃上昇していることが分かる。また、循環ダクト６６の断面内の各位置で温度分布にムラがあることが分かる。

図１２は、攪拌機６８の下流部Ａにおける循環ダクト６６内の温度分布を示すグラフであり、横軸が時刻、縦軸が温度を示している。このグラフにより、下流部Ａにおける循環ダクト６６内の温度は、略７７℃〜８２℃の範囲内にあり、攪拌機６８によって循環ダクト６６内の温度差が、約１０℃から約５℃に収束していることが分かる。

図１３は、送出部Ｉにおける循環ダクト６６内の温度分布を示すグラフであり、横軸が時刻、縦軸が温度を示している。このグラフにより、送出部Ｉにおける循環ダクト６６内の温度は、略８０．６℃〜８１．４℃の範囲内にあり、温度差が約０．８℃に収束されていることが分かる。また、循環ダクト６６内の平均温度は、設定温度８０℃に対して略±１℃の範囲内にあり、設定温度に対して±１℃の精度を得ることができる。また、他の温度差条件（温度差２５℃，２０℃，１０℃）においても、設定温度８０℃に対して略±１℃の範囲内となり、同様の結果が得られた。

実験１において、設定温度を２００℃に設定し、さらに実験２において、設定温度を８０℃に設定して実験を行い、設定温度に対して略±１℃の範囲で送風温度を制御できることが分かった。また、設定温度５０℃でも同様の結果が得られたので、本発明の乾燥機では、設定温度５０℃〜２００℃の範囲において、±１℃の範囲で送風温度を制御可能である。

以上、実験１及び実験２より得られた本発明の乾燥機の特性について、従来から自動車の塗装乾燥ラインに使用されている乾燥機と比較する。なお、塗装乾燥ラインにて使用されている乾燥機も、本発明の乾燥機と同様にＧＨＥを用いている。

表１は、従来の乾燥機と本発明の乾燥機との特性の差異を示す表である。従来の乾燥機は、送風温度が、１００℃〜２３０℃の温度範囲において、一定温度で使用されるのに対して、本発明の乾燥機は、５０℃〜２００℃の温度範囲で設定温度を変化させて使用することができる。

また、従来の乾燥機は、車体の乾燥に用いるため乾燥室内の負荷変動が大きく、送風温度の精度が±２〜１０℃の間で変化する。しかし、本発明の乾燥機は、ウェブ状のアルミ板の乾燥に用いられるので乾燥室内の負荷は安定し、送風温度の精度を±１℃程度で安定する。このため、より精密な温度制御を行うことが可能である。さらに、バーナー制御方式は、従来の乾燥機が、ガスバーナーの絞り１／８が標準で、一定温度条件による燃焼であるのに対して、本発明の乾燥機は、絞りを全開から１／２０までの間で制御して、広範囲の温度制御を可能にしている。

さらに、ＧＨＥ３４の熱交換器の表面温度は、従来の乾燥機では、最高約６００℃に設定されているのに対して、本発明の乾燥機では、最高約４００℃に設定されており、可燃性ガスのいかなる濃度においても発火しない４００℃以下の温度に制御される。このため、従来の乾燥機よりも安全性が確保されている。

ＰＳ版製造ラインの概略図である。本発明の乾燥機の構成を示す概略図である。ＧＨＥの構成を示す概略斜視図である。実験装置の構成を示す概略図である。温度の測定箇所を示す循環ダクトの断面図である。実験１のＧＨＥの入口での循環ダクト内の温度分布を示すグラフである。実験１の攪拌機の上流部での循環ダクト内の温度分布を示す実験１のグラフである。実験１の攪拌機の下流部での循環ダクト内の温度分布を示す実験１のグラフである。実験１の送出部での循環ダクト内の温度分布を示すグラフである。実験２のＧＨＥの入口での循環ダクト内の温度分布を示すグラフである。実験２の攪拌機の上流部での循環ダクト内の温度分布を示すグラフである。実験２の攪拌機の下流部での循環ダクト内の温度分布を示すグラフである。実験２の送出部での循環ダクト内の温度分布を示すグラフである。

符号の説明

１０アルミウェブ
１３Ａ第１乾燥部
１３Ｂ第２乾燥部
１３Ｃ第３乾燥部
１３Ｄ第４乾燥・冷却部
１４Ａ第１乾燥機
１４Ｂ第２乾燥機
１４Ｃ第３乾燥機
１４Ｄ第４乾燥・冷却機
３４ＧＨＥ
３５送風ファン
３６排気ファン
３７フィルタ
３８温度センサ
４０送風ダクト
４０ａ入口ダクト
４０ｂ出口ダクト
４１排出ダクト
４２第１循環ダクト
４３第２循環ダクト
４４，５２熱交換器
４９筐体
５０ガスバーナー
５０ａパイプ
５１，５４ダクト
５３内部循環用ファン
５４ａ排出穴
６０実験装置

Claims

塗布液が塗布され、乾燥室内に搬送されたウェブに対して熱風を吹き付けることにより、前記ウェブの塗布面を乾燥させる乾燥機において、
バーナー絞りを調節可能なガスバーナー間接熱交換器と、
前記ガスバーナー間接熱交換器で加熱された空気を前記熱風として前記乾燥室に向けて送風する送風器と、
前記ガスバーナー間接熱交換器及び前記乾燥室間に配置され、前記送風器からの前記熱風を前記乾燥室内に導くための送風ダクトとを備えていることを特徴とする乾燥機。
前記ガスバーナー間接熱交換器は、可燃性ガスを燃焼させるガスバーナーと、前記ガスバーナーの燃焼ガスで前記空気を加熱する熱交換器とを備えていることを特徴とする請求項１記載の乾燥機。
前記ガスバーナー間接熱交換器は、前記ガスバーナー及び前記熱交換器を収納する筐体と、前記筐体の一面に取り付けられた入口ダクトと、前記筐体の他面に取り付けられ、前記送風ダクトの一部を構成する出口ダクトとをさらに備え、前記入口ダクトから前記筐体内に入った前記空気は、前記ガスバーナーの周囲を通ってから、前記熱交換器を通過することで加熱され、前記出口ダクトから前記送風器に向かって送出されることを特徴とする請求項２記載の乾燥機。
前記燃焼ガスは、前記熱交換器を経てから、その一部が前記ガスバーナーに戻されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の乾燥機。
前記乾燥室内では、塗布液が塗布されたウェブが移動しており、前記ウェブの塗布面に前記熱風が当てられて前記塗布液が乾燥されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の乾燥機。
前記ウェブは、アルミニウム製であり、前記塗布液が塗布されて表面に塗布層が形成されたウェブは、ＰＳ版であることを特徴とする請求項５記載の乾燥機。
前記送風ダクトは、１０ｍ以上の長さを有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の乾燥機。
前記送風ダクトには、攪拌機が設けられており、この攪拌機によって前記ガスバーナー間接熱交換器から送出された熱風の前記送風ダクト断面に対する温度分布が均一にされることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の乾燥機。
前記バーナー絞りは、全開から１／２０までの範囲内で調節可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の乾燥機。
前記バーナー絞りは、単位時間あたりの発熱量を６，３００〜１５，７５０ｋｃａｌ／ｈの範囲内で制御することにより、可変乾燥風量４０〜３６０ｍ³／ｍｉｎのもとで、熱風温度を５０〜２００℃の範囲内で、設定温度±１℃の高精度で制御することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の乾燥機。
前記乾燥室の入口付近には、温度センサが配置されており、この温度センサによって測定された前記熱風の測定温度に基づいて、前記バーナー絞りが調節されることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の乾燥機。
前記熱交換器の表面温度は、可燃性ガスが発火しないように４００℃以下に制御されていることを特徴とする請求項２ないし請求項１１のいずれか１項に記載の乾燥機。
前記熱交換器に亀裂があった場合に、燃焼ガスが前記筐体内に漏れないように、前記熱交換器内が負圧に保たれていることを特徴とする請求項２ないし請求項１２のいずれか１項に記載の乾燥機。