JP2019002641A

JP2019002641A - 塗装乾燥炉

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Publication number: JP2019002641A
Application number: JP2017118852A
Authority: JP
Inventors: 賢治崎田; Kenji Sakida; 広志岩切; Hiroshi Iwakiri
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2037-06-16
Also published as: US20200158432A1; US11047624B2; CN110612423B; MX2019013097A; WO2018230180A1; CN110612423A; JP6681853B2

Abstract

【課題】炉体開口部を通じた炉内高温ガスの炉外への漏出、及び、炉体開口部を通じた炉外常温空気の炉内への侵入を効果的に防止する。【解決手段】炉体開口部２における対象物通過域に気流カーテンＣａを形成する中央吹出口４と、炉体開口部２における左右の各側壁と対象物通過域との間の各間隙域に気流カーテンＣｂを各別に形成する左右の側部吹出口５とを設け、中央吹出口４は、水平に対する傾斜角度θａが４０°より小さい斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆａを吹き出し、左右の側部吹出口５は夫々、水平に対する傾斜角度θｂが６０°より大きい斜め下向きで炉内側に向けて、又は、垂直下方に向けて気流カーテン形成用の気流ｆｂを吹き出す構成にする。【選択図】図６

Description

本発明は、塗装工程を経た自動車ボディなどの処理対象物に塗膜乾燥処理を施す塗装乾燥炉に関し、詳しくは、炉外から炉内へ搬入する処理対象物又は炉内から炉外へ搬出する処理済みの処理対象物が通過する炉体開口部の天井部に気流カーテン形成用の吹出口を設け、この吹出口から吹き出す気流が炉体開口部に形成する気流カーテンにより、炉内高温ガスの炉体開口部を通じた炉外への漏出及び炉外常温空気の炉体開口部を通じた炉内への侵入を防止する塗装乾燥炉に関する。

従来、塗装乾燥炉に関して、下記の特許文献１には、上記気流カーテンを炉体開口部に形成するのに（図２４を参照）、炉体開口部２の天井部に設けた気流カーテン形成用の吹出口Ｓから、水平に対する傾斜角度θが４０°〜６０°の斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆを吹き出し、これにより、炉体開口部２の横幅方向（図２４での紙面奥行方向）における全福にわたって一様な傾斜姿勢の気流カーテンＣを形成することが提案されている。

特表２０１３−５１９８５６号公報（特に、段落［００１８］〜段落［００１９］及び図１〜図３）

ところで、塗装乾燥炉では、処理対象物が通過する炉体開口部において、基本的には図２３に模式的に示すように、炉内の高温ガスＧはドラフト効果により炉体開口部２における上部域を通じて炉外に漏出し、また、これに併行にして、炉外の常温空気Ｏが炉体開口部２における下部域を通じて炉内に侵入し、これらのことが大きな熱損失となってエネルギの浪費や運転コストの増大を招く。

これに対し、図２４〜図２７は、炉体開口部２の天井部に設けた気流カーテン形成用の吹出口Ｓから、水平に対する傾斜角度θが５５°（４０°＜θ＜６０°）の斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆを吹き出した場合の気流状態及び温度分布状態を示し、図２４及び図２５は、炉体開口部２における対象物通過域に処理対象物が無いときの気流状態及び温度分布状態を示し、一方、図２６及び図２７は、炉体開口部２における対象物通過域に処理対象物Ｂが有るときの気流状態及び温度分布状態を示す。

これらの図から分かるように、上記特許文献１の提案技術を採用した場合、炉体開口部２の対象物通過域に処理対象物Ｂが有る状況（図２６，図２７）では、天井部の吹出口Ｓから吹き出した気流ｆが未だ大きな風速を保持した状態で処理対象物Ｂの上面部に衝突して大きく跳ね返ることで、処理対象物Ｂの上面部付近で気流カーテンＣが大きく乱れ、これが原因で、炉内の高温ガスＧが炉体開口部２の上部域を通じて炉外へ漏出し、また、この漏出に併行して、炉外の常温空気Ｏが処理対象物Ｂの下を潜って炉内に侵入する状態になっている。

そして、処理対象物Ｂが炉体開口部２を通過する度に、このような形態で炉内高温ガスＧの炉外漏出、及び、炉外常温空気Ｏの炉内侵入が生じることで、気流カーテンＣを形成しているにもかかわらず、炉体開口部２を通じた熱損失が未だかなり大きい問題がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、気流カーテンを形成するのに合理的な気流吹き出し形態を採ることで、上記の如き炉体開口部を通じた炉内高温ガスの漏出及び炉外常温空気の侵入を一層確実に防止できるようにする点にある。

本発明の第１特徴構成は、塗装乾燥炉に係り、その特徴は、
炉外から炉内へ搬入する処理対象物又は炉内から炉外へ搬出する処理済みの処理対象物が通過する炉体開口部の天井部に気流カーテン形成用の吹出口を設け、
この吹出口から吹き出す気流が前記炉体開口部に形成する気流カーテンにより、炉内高温ガスの前記炉体開口部を通じた炉外への漏出及び炉外常温空気の前記炉体開口部を通じた炉内への侵入を防止する塗装乾燥炉であって、
前記吹出口として、前記炉体開口部における対象物通過域に前記気流カーテンを形成する中央吹出口と、前記炉体開口部における左右の各側壁と前記対象物通過域との間の各間隙域に前記気流カーテンを各別に形成する左右の側部吹出口とを設け、
前記中央吹出口は、水平に対する傾斜角度が４０°より小さい斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流を吹き出し、左右の前記側部吹出口は夫々、水平に対する傾斜角度が６０°より大きい斜め下向きで炉内側に向けて、又は、垂直下方に向けて気流カーテン形成用の気流を吹き出す構成にしてある点にある。

この構成では、炉体開口部２における対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが有る場合（図６，図７参照）、中央吹出口４から吹き出した気流ｆａは、水平に対する傾斜角度θａが４０°より小さくて処理対象物Ｂの上面部に対する入射角度θｉｎが大きいことから、処理対象物Ｂの上面部に沿って流れる形態になって処理対象物Ｂの上面部への衝突による跳ね返りが抑止され、これにより、処理対象物Ｂの上方では、中央吹出口４から吹き出した気流ｆａが乱れの無い気流カーテンＣａを安定的に形成する状態になる。

したがって、炉体開口部２の対象物通過部２ａに処理対象物Ｂが有る場合、炉体開口部２の上部域を通じた炉内高温ガスＧの炉外への漏出は、中央吹出口４から吹き出した気流ｆａが処理対象物Ｂの上方に形成する上記気流カーテンＣａと、左右の側部吹出口５から吹き出した気流ｆｂが対象物通過域２ａと各側壁６との間の各間隙域２ｂに形成する気流カーテンＣｂとにより効果的に防止される。

また、左右の側部吹出口５から吹き出す気流ｆｂは夫々、水平に対する傾斜角度θｂが６０°より大きい斜め下向き、又は、垂直下方向きであることから、各間隙域２ｂに気流カーテンＣｂを形成して各間隙域２ｂの床部に至った後、その一部が処理対象物Ｂの下方へ効果的に回り込む形態になり、この対象物下方への回り込み気流ｆｂ′により、処理対象物Ｂの下方を潜る状態での炉外常温空気Ｏの炉内側への侵入が防止される。

したがって、炉体開口部２の対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが有る場合、炉体開口部２の下部域を通じた炉外常温空気Ｏの炉内への侵入は、左右の側部吹出口５から吹き出した気流ｆｂが各間隙域２ｂに形成する気流カーテンＣｂと、各間隙域２ｂの床部から処理対象物Ｂの下方に回り込む上記回り込み気流ｆｂ′とにより効果的に防止される。

一方、炉体開口部２に車体Ｂが無い場合（図４，図５参照）、水平に対する傾斜角度θａが４０°より小さい斜め下向きで炉内側に向けて中央吹出口４から吹き出した気流ｆａが、処理対象物Ｂの不存により斜め下方に延びて対象物通過域２ａに気流カーテンＣａを形成するとともに、その気流カーテンＣａの形成に伴い、処理対象物Ｂの不存により、炉体開口部２の横幅方向において各間隙域２ｂへも拡がり、また、水平に対する傾斜角度θｂが６０°より大きい斜め下向きで炉内側に向けて、又は、垂直下方に向けて左右の側部吹出口５から吹き出した気流ｆｂが、各間隙域２ｂに気流カーテンＣｂを形成するとともに、その気流カーテンＣｂの形成に伴い、処理対象物Ｂの不存により、中央吹出口４からの吹き出し気流ｆａが形成する気流カーテンＣａの炉外側で、炉体開口部２の横幅方向において対象物通過域２ａへも拡がる。

したがって、炉体開口部２に処理対象物Ｂがない場合、炉体開口部２の全体について気流カーテンを２重に形成したのに近い状態にすることができ、これにより、炉体開口部２の上部域を通じた炉内高温ガスＧの炉外への漏出及び炉体開口部２の下部域を通じた炉外常温空気Ｏの炉内への侵入が効果的に防止される。

これらことから、上記第１特徴構成によれば、先述の特許文献１が提案する塗装乾燥炉に比べ、炉内高温ガスの炉体開口部を通じた炉外への漏出及び炉外常温空気の炉体開口部を通じた炉内への侵入を一層確実に防止することができ、これにより、炉体開口部を通じた熱損失を一層効果的に低減することができる。

なお、図８，図９は、中央吹出口４から、水平に対する傾斜角度θａが３５°の斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆａを吹き出し、また、左右の側部吹出口５から、水平に対する傾斜角度θｂが８０°の斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆｂを吹き出した場合における炉体開口部２の対象物通過域２ａでの温度分布状態を示す。

ここで、図８は、炉体開口部２における対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが無いときの温度分布状態を示し、また、図９は、炉体開口部２における対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが有るときの温度分布状態を示すが、これらの図からも、上記第１特徴構成によれば、炉体開口部２に処理対象物Ｂが無い場合及び炉体開口部２に処理対象物Ｂが有る場合のいずれにおいても、炉内高温ガスＧの炉体開口部２を通じた炉外への漏出及び炉外常温空気Ｏの炉体開口部２を通じた炉内への侵入が効果的に防止されることが認められる。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記中央吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度は、その傾斜角度と前記炉体開口部を通じた熱損失量との相関において、その熱損失量が最小となる傾斜角度にしてある点にある。

中央吹出口から吹き出す気流の向きと炉体開口部を通じた熱損失との関係について検証したところ、左右の側部吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度θｂを一定角度に固定した状態において、中央吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度θａと、炉体開口部を通じた単位時間・単位面積・単位温度当たりの熱損失量（＝単位当たり開口損失ΔＲ）との間には、図１０のグラフで示す如き相関があることが認められた。

したがって、中央吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度θａを、この相関において熱損失量（＝単位当たり開口損失ΔＲ）が最小となる傾斜角度にする上記第２特徴構成によれば、前記した第１特徴構成の実施において炉体開口部を通じた熱損失の低減を一層効果的に達成することができる。

本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記側部吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度は、その傾斜角度と前記炉体開口部を通じた熱損失量との相関において、その熱損失量が最小となる傾斜角度にしてある点にある。

側部吹出口から吹き出す気流の向きと炉体開口部を通じた熱損失との関係について検証したところ、中央吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度θａを一定角度に固定した状態において、側部吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度θｂと、炉体開口部を通じた単位時間・単位面積・単位温度当たりの熱損失量（＝単位当たり開口損失ΔＲ）との間には、図１１のグラフで示す如き相関があることが認められた。

したがって、側部吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度θｂを、この相関において熱損失量（＝単位当たり開口損失ΔＲ）が最小となる傾斜角度にする上記第３特徴構成によれば、前記した第１特徴構成の実施において炉体開口部を通じた熱損失の低減を一層効果的に達成することができる。

本発明の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記炉体開口部における前記気流カーテンの形成箇所より炉内側の領域に、その領域における気体を排出する排気口を設けてある点にある。

この構成によれば、中央吹出口及び側部吹出口からの気流の吹き出しにより、炉体開口部における気流カーテン形成箇所より炉内側の領域に気流が吹き込まれることが原因で、その領域における気体が炉内側に拡散して炉内高温ガスと混ざり合うことを、上記排気口からの気体排出により防止することができる。

そして、このことにより、上記混ざり合いによる炉内温度の低下を防止して、炉内温度を一層安定的に塗膜乾燥に適した温度に保つことができる。

なお、図１５は、このような排気口の装備が無い場合における炉体開口部２から炉内部分の温度分布状態を示し、図１６は、このような排気口７が装備された場合における炉体開口部２から炉内部分の温度分布状態を示すが、これらの図からも、上記第４特徴構成によれば、上記混ざり合いによる炉内温度の低下を効果的に防止できることが分かる。

本発明の第５特徴構成は、第１〜第４特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記中央吹出口は、対象物搬送方向において前記側部吹出口より炉内側寄りに配置し、
前記中央吹出口と前記側部吹出口との対象物搬送方向における離間距離は、その離間距離と前記炉体開口部を通じた熱損失量との相関において、その熱損失量が最小となる離間距離にしてある点にある。

中央吹出口及び側部吹出口の相対的な位置関係と炉体開口部を通じた熱損失との関係について検証したところ、対象物搬送方向において中央吹出口を側部吹出口より炉内側寄りに配置した状態において、それら吹出口の対象物搬送方向における離間距離ｘと、炉体開口部を通じた単位時間・単位面積・単位温度当たりの熱損失量（＝単位当たり開口損失ΔＲ）との間には、図１２のグラフで示す如き相関があることが認められた。

したがって、中央吹出口を対象物搬送方向において側部吹出口より炉内側寄りに配置する構成において、それら吹出口の対象物搬送方向における離間距離ｘを、この相関において熱損失量（＝単位当たり開口損失ΔＲ）が最小となる離間距離にする上記第５特徴構成によれば、前記した第１特徴構成の実施において炉体開口部を通じた熱損失の低減を一層効果的に達成することができる。

本発明の第６特徴構成は、第１〜第５特徴構成のいずれかの実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記中央吹出口における気流吹き出し速度の大きさと前記側部吹出口における気流吹き出し速度の大きさとを等しくしてある点にある。

中央吹出口及び側部吹出口の夫々における気流吹き出し速度の大きさと炉体開口部を通じた熱損失との関係について検証したところ、中央吹出口における気流吹き出し速度の大きさと側部吹出口における気流吹き出し速度の大きさとの差が大きいほど、炉体開口部を通じた熱損失量が大きくなる傾向が認められた。

したがって、中央吹出口における気流吹き出し速度の大きさと側部吹出口における気流吹き出し速度の大きさとを等しくする上記第６特徴構成によれば、前記した第１特徴構成の実施において炉体開口部を通じた熱損失の低減を一層効果的に達成することができる。

なお、中央吹出口における気流吹き出し速度の大きさと側部吹出口における気流吹き出し速度の大きさとを等しくする場合において、それら気流吹き出し速度の大きさと炉体開口部を通じた熱損失との関係について検証したところ、気流吹き出し速度の大きさ｜ｖ｜と、炉体開口部を通じた単位時間・単位面積・単位温度当たりの熱損失量（＝単位当たり開口損失ΔＲ）との間には、図１３のグラフで示す如き相関があることが認められた。

したがって、上記第６特徴構成の実施において、中央吹出口及び側部吹出口の夫々における気流吹き出し速度の大きさ｜ｖ｜を、この相関において熱損失量（＝単位当たり開口損失ΔＲ）が最小となる大きさに選定するようにすれば、前記した第１特徴構成の実施において炉体開口部を通じた熱損失の低減をさらに効果的に達成することができる。

本発明の第７特徴構成は、第１〜第６特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記中央吹出口及び前記側部吹出口は夫々、加熱手段により設定温度に加熱した気流を吹き出す構成にしてある点にある。

つまり、炉内高温ガスは処理対象物の塗膜から蒸発したヤニ成分を含むため、炉体開口部では温度低下によるヤニ成分の凝縮で生じたヤニが各部に付着し易く、このように付着したヤニの除去を要することで乾燥炉メンテナンスの負担が大きくなる。

これに対し、上記第７特徴構成によれば、設定温度に加熱した気流を中央吹出口や側部吹出口から吹き出すから、この加熱気流の保有熱量により炉体開口部でのヤニ成分の凝縮を防止することができ、これにより、乾燥炉メンテナンスの負担を軽減することができる。
本発明の第８特徴構成は、第１〜第７特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記処理対象物が自動車ボディである点にある。

塗装乾燥炉における炉体開口部の側面視断面図図１におけるＩＩ−ＩＩ線矢視図図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図対象物不存時における気流状態を示す側面図対象物不存時における気流状態を示す正面図対象物存在時における気流状態を示す側面図対象物存在時における気流状態を示す正面図対象物不存時における温度分布状態を示す側面図対象物存在時における温度分布状態を示す側面図中央吹出口の気流吹出角度と熱損失量との相関を示すグラフ側部吹出口の気流吹出角度と熱損失量との相関を示すグラフ吹出口離間距離と熱損失量との相関を示すグラフ吹出速度の大きさと熱損失との相関を示すグラフ吹出風量と熱損失との相関を示すグラフ排気口不存状況での温度分布状態を示す側面図排気口存在状況での温度分布状態を示す側面図加熱方式の第１例を示す回路図加熱方式の第２例を示す回路図加熱方式の第３例を示す回路図別実施形態を示す炉体開口部の正面図図２０におけるＸ−Ｘ線矢視図別実施形態を示す斜視図炉内高温ガスの漏出形態及び炉外常温空気の侵入形態を示す側面図従来の対象物不存時における気流状態を示す側面図従来の対象物不存時における温度分布状態を示す側面図従来の対象物存在時における気流状態を示す側面図従来の対象物存在時における温度分布状態を示す側面図

図１〜図３は、塗装乾燥炉においてトンネル状の炉体１の端部に位置する炉体開口部２を示し、この炉体開口部２は、トンネル状の炉体１における入口側端部及び出口側端部の夫々に設けられる。

即ち、塗装工程を経た処理対象物Ｂ（本例では自動車ボディ）は、入口側の炉体開口部２を通じ炉内に搬入されて塗膜乾燥処理が施され、また、炉内で塗膜乾燥処理された処理済みの処理対象物Ｂは、出口側の炉体開口部２を通じて炉外へ搬出される。

なお、入口側及び出口側の炉体開口部２は、いずれも炉内高温ガスＧの漏出及び炉外常温空気Ｏの侵入を防止するのに同様の構造を採用していることから、以下では、特段に区別する場合を除き、入口側と出口側との区別なく炉体開口部２を説明する。

ところで、炉体開口部２では、図２３に模式的に示すように、炉内の高温ガスＧがドラフト作用により炉体開口部２における上部域を通じて炉外に漏出し、また、この漏出に併行して、炉外の常温空気Ｏが炉体開口部２における下部域を通じて炉内に侵入するが、これら炉体開口部２を通じた炉内高温ガスＧの漏出及び炉外常温空気Ｏの侵入は、塗装乾燥炉において大きな熱損失を招く。

これに対し、炉体開口部２の天井部３における炉外側の縁部には、気流カーテン形成用の吹出口として、炉体開口部２の横幅方向において左右中央部に配置した中央吹出口４と、中央吹出口４の左右両横隣に配置した側部吹出口５とを設けてある。

中央吹出口４から吹き出す気流ｆａは、炉体開口部２における左右中央の対象物通過域２ａに気流カーテンＣａを形成し、左右の側部吹出口５から吹き出す気流ｆｂは、炉体開口部２における各側壁６と対象物通過域２ａとの間の各間隙域２ｂに気流カーテンＣｂを各別に形成する。

即ち、これら対象物通過域２ａに形成する気流カーテンＣａと、各間隙域２ｂに形成する気流カーテンＣｂとにより、炉体開口部２を通じた炉内高温ガスＧの炉外への漏出及び炉外常温空気Ｏの炉内への侵入を防止する。

中央吹出口４は、水平に対する傾斜角度θａが４０°より小さい（θａ＜４０°）斜め下向きで炉内側に向けて気流ｆａを吹き出す構成にしてあり、一方、左右の側部吹出口５は夫々、水平に対する傾斜角度θｂが６０°より大きい（θｂ＞６０°）斜め下向きで炉内側に向けて気流ｆｂを吹き出す構成にしてある。

つまり、このような吹き出し形態で採ることで、炉体開口部２の対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが有る状況では、図６及び図７に示すように、中央吹出口４から吹き出した気流ｆａは、水平に対する傾斜角度θａが４０°より小さくて処理対象物Ｂの上面部（本例では、自動車ボディの屋根部）に対する入射角度θｉｎ（＝９０−θａ）が大きいことから、処理対象物Ｂの上面部に沿って流れる状態になって処理対象物Ｂの上面部への衝突による跳ね返りが抑止され、このことで、処理対象物Ｂの上方では、中央吹出口４から吹き出した気流ｆａが乱れの無い気流カーテンＣａを安定的に形成する状態になる。

したがって、炉体開口部２の対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが有る場合、炉体開口部２の上部域を通じた炉内高温ガスＧの炉外への漏出は、中央吹出口４から吹き出した気流ｆａが処理対象部Ｂの上方に形成する気流カーテンＣａと、左右の側部吹出口５から吹き出した気流ｆｂが左右の各間隙域２ｂに形成する気流カーテンＣｂとにより効果的に防止される。

また、左右の側部吹出口５から吹き出した気流ｆｂは夫々、水平に対する傾斜角度θｂが６０°より大きい斜め下向きであることから、各間隙域２ｂに気流カーテンＣｂを形成して各間隙域２ａの床部に至った後、その一部が処理対象物Ｂの下方へ効果的に回り込む状態になり、この処理対象物Ｂの下方への回り込み気流ｆｂ′により、処理対象物Ｂの下方を潜る状態での炉外常温空気Ｏの炉内側への侵入が防止される。

したがって、炉体開口部２の対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが有る場合、炉体開口部２の下部域を通じた炉外常温空気Ｏの炉内への侵入は、左右の側部吹出口５から吹き出した気流ｆｂが各間隙域２ｂに形成する気流カーテンＣｂと、各間隙域２ｂの床部で処理対象物Ｂの下方に回り込む上記回り込み気流ｆｂ′とにより効果的に防止される。

一方、炉体開口部２における対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが無い状況では、図４及び図５に示すように、水平に対する傾斜角度θａが４０°より小さい斜め下向きで炉内側に向けて中央吹出口４から吹き出した気流ｆａが、処理対象物Ｂの不存により斜め下方に延びて対象物通過域２ａに気流カーテンＣａを形成するとともに、その気流カーテンＣａの形成に伴い、処理対象物Ｂの不存により、炉体開口部２の横幅方向において各間隙域２ｂへも拡がる。

また、水平に対する傾斜角度θｂが６０°より大きい斜め下向きで炉内側に向けて左右の側部吹出口５から吹き出した気流ｆｂが、各間隙域２ｂに気流カーテンＣｂを形成するとともに、その気流カーテンＣｂの形成に伴い、処理対象物Ｂの不存により、中央吹出口４からの吹き出し気流ｆａが形成する気流カーテンＣａより炉外側で、炉体開口部２の横幅方向において車体通過域２ａへも拡がる。

したがって、炉体開口部２における対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが無い場合、炉体開口部２において気流カーテンを２重に形成したのに近い状態にすることができ、これにより、炉体開口部２の上部域を通じた炉内高温ガスＧの漏出及び炉体開口部２の下部域を通じた炉外常温空気Ｏの侵入が効果的に防止される。

なお、図８及び図９は、中央吹出口４から、水平に対する傾斜角度θａが３５°の斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆａを吹き出し、また、左右の側部吹出口５から、水平に対する傾斜角度θｂが８０°の斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆａを吹き出した場合の温度分布状態を示す。

ここで、図８は、炉体開口部２に処理対象物Ｂが無いときの炉体開口部２における対象物通過域２ａの温度分布状態を示し、また、図９は、炉体開口部２の対象物通過域２ａに処理対象物Ｂが有るときの炉体開口部２における対象物通過域２ａの温度分布状態を示すが、これらの図からも、上記構成によれば、炉体開口部２に処理対象物Ｂが無い場合及び炉体開口部２に処理対象物Ｂが有る場合のいずれにおいても、炉体開口部２を通じた炉内高温ガスＧの炉外への漏出及び炉外常温空気Ｏの炉内への侵入が効果的に防止されることが認められる。

また、図１０〜図１４は夫々、横幅Ｗ＝２７００ｍｍ，高さＨ＝２７５０ｍｍ、長さＬ＝５０００ｍｍの炉体開口部２において、中央吹出口４を横辺長ｗ＝１８００ｍｍ，縦辺長ｄ＝５０ｍｍのスリット状開口とし、各側部吹出口５を横辺長ｗ＝４５０ｍｍ，縦辺長ｄ＝５０ｍｍのスリット状開口とする場合に得られたシミュレーション結果を示す。

そして、図１０のグラフは、傾斜角度θｂを固定した状態での、傾斜角度θａと単位当たり開口損失ΔＲ（炉体開口部２を通じた単位時間・単位面積・単位温度当たりの熱損失量）との関係を示し、図１１のグラフは、傾斜角度θａを固定した状態での、傾斜角度θｂと単位当たり開口損失ΔＲとの関係を示し、図１２のグラフは、中央吹出口４を側部吹出口５より炉内側に配置した場合における、対象物搬送方向での両吹出口４，５の離間距離ｘと単位当たり開口損失ΔＲとの関係を示す。

さらに、図１３のグラフは、中央吹出口４における気流吹き出し速度Ｖａの大きさ｜Ｖａ｜と側部吹出口５におけるに気流吹き出し速度Ｖｂの大きさ｜Ｖｂ｜とを等しくした場合における、気流吹き出し速度Ｖの大きさ｜Ｖ｜（＝｜Ｖａ｜，｜Ｖｂ｜）と単位当たり開口損失ΔＲとの関係を示し、図１４のグラフは、両吹出口４，５の単位横辺長ｗ当たりの吹き出し風量を均等化した状態での、両吹出口４，５の合計吹き出し風量Ｑと単位当たり開口損失ΔＲとの関係を示す。

つまり、これらのシミュレーション結果から、横幅Ｗ＝２７００ｍｍ，高さＨ＝２７５０ｍｍ、長さＬ＝５０００ｍｍの炉体開口部２において、中央吹出口４を横辺長ｗ＝１８００ｍｍ，縦辺長ｄ＝５０ｍｍのスリット状開口とし、各側部吹出口５を横辺長ｗ＝４５０ｍｍ，縦辺長ｄ＝５０ｍｍのスリット状開口とする場合では、中央吹出口４及び側部吹出口５の夫々について以下の仕様を採用するのが望ましい。

傾斜角度θａ＝３５°、傾斜角度θｂ＝８０°
離間距離ｘ＝２５０ｍｍ
各吹出口４，５における気流吹き出し速度Ｖａ，Ｖｂの大きさ｜Ｖ｜＝１５ｍ／ｓ
中央吹出口４の単位時間当たり吹き出し風量Ｑａ＝８０ｍ^３／ｍｉｎ
各側部吹出口５の単位時間当たり吹き出し風量Ｑｂ＝２０ｍ^３／ｍｉｎ

なお、中央吹出口４は、非分割の単一開口からなるものに限らず、複数の分割開口の集合からなるものにしてもよい。

一方、炉体開口部２の各側壁６のうち、炉体開口部２における上記気流カーテンＣａ，Ｃｂの形成箇所より炉内側の領域２ｃ（略言すれば、炉体開口部２における炉内寄り領域）に臨む部分には、その炉内寄り領域２ｃにおける気体を外部に排出する排気口７を形成してある。

つまり、中央吹出口４及び側部吹出口５から吹き出した気流ｆａ，ｆｂが上記炉内寄り領域２ｃに吹き込まれることが原因で、その炉内寄り領域２ｃにおける気体が炉内側に拡散して炉内高温ガスＧと混ざり合うことを、これら排気口７からの気体排出により防止し、これにより、炉内温度を一層安定的に塗膜乾燥処理に適した温度に保ち得るようにしてある。

なお、図１５は、このような排気口７の装備が無い場合における炉体開口部２から炉内部分の温度分布状態を示し、図１６は、このような排気口７が装備された場合における炉体開口部２から炉内部分の温度分布状態を示すが、これらの図からも、上記排気口７を設けることで、炉内温度の低下を効果的に防止できることが分かる。

中央吹出口４及び側部吹出口５の夫々から吹き出す気流ｆａ，ｆｂについては、適当な加熱手段により設定温度に加熱した気流ｆａ，ｆｂを中央吹出口４及び側部吹出口５から吹き出すようにしてあり、これにより、炉体開口部２でのヤニ成分の凝縮を防止する。

図１７〜図１９は、気流加熱方式の第１例〜第３例を示し、各図において、２Ａは入口側の炉体開口部、２Ｂは出口側の炉体開口部、１Ａは炉内における入口側の昇温ゾーン、１Ｂは炉内における出口側の保温ゾーンである。

なお、昇温ゾーン１Ａでは、炉内に搬入された処理対象物Ｂをゾーン内加熱により塗膜乾燥処理に適した温度まで昇温させ、一方、保温ゾーン１Ｂでは、昇温ゾーン１Ａで昇温された処理対象物Ｂをゾーン内加熱により塗膜乾燥処理に適した温度に保持する。

図１７〜図１９に示す第１例〜第３例では、いずれも基本的に、排気ファンＦｅにより炉内から排出した高温排ガスＧｅを蓄熱式ガス処理装置ＲＴＯにより浄化処理し、そして、蓄熱式ガス処理装置ＲＴＯで浄化処理した高温排ガスＧｅを、排ガス熱交換器Ｅｘにおいて新鮮外気ＯＡと熱交換させて熱回収した上で外部に排出する。

また、昇温ゾーン１Ａ及び保温ゾーン１Ｂの各々について、循環ファンＦａ，Ｆｂの運転によりゾーン内の高温ガスＧａ，Ｇｂを循環路８ａ，８ｂを通じ循環させ、そして、それら循環高温ガスＧａ，Ｇｂを循環路８ａ，８ｂ途中の加熱炉９ａ，９ｂにより加熱することで、昇温ゾーン１Ａ及び保温ゾーン１Ｂの夫々についてゾーン内温度を所定の温度に保つようにしてある。

そしてまた、入口側の炉体開口部２Ａにおける炉内寄り領域２ｃに設けた排気口７からの排出気体は、昇温ゾーン１Ａから循環路８ａへ取り出した高温ガスＧａに合流させて加熱炉９ａに導き、同様に、出口側の炉体開口部２Ｂにおける炉内寄り領域２ｃに設けた排気口７からの排出気体は、保温ゾーン１Ｂから循環路８ｂへ取り出した高温ガスＧｂに合流させて加熱炉９ｂに導くようにしてある。

これら共通の基本構成に対し、図１７に示す第１例では、昇温ゾーン１Ａ側の循環路８ａにおいて加熱炉９ａ及び循環ファンＦａを通過した循環高温ガスＧａ（即ち、昇温ゾーン１Ａに戻す段階にある循環高温ガスＧａ）の一部を、入口側の炉体開口部２Ａにおける中央吹出口４及び側部吹出口５に対し、それら吹出口４，５から吹き出す加熱気流ｆａ，ｆｂとして供給する。

また同様に、保温ゾーン１Ｂ側の循環路８ｂにおいて加熱炉９ｂ及び循環ファンＦｂを通過した循環高温ガスＧｂ（即ち、保温ゾーン１Ｂに戻す段階にある循環高温ガスＧｂ）の一部を、出口側の炉体開口部２Ｂにおける中央吹出口４及び側部吹出口５に対し、それら吹出口４，５から吹き出す加熱気流ｆａ，ｆｂとして供給する。

なお、この第１例では、排ガス熱交換器Ｅｘにおいて高温排ガスＧｅと熱交換させて熱回収させた新鮮外気ＯＡを、バーナ１０でさらに加熱した上で、保温ゾーン１Ｂ側の加熱炉９ｂにおける加熱用バーナの燃焼用空気として保温ゾーン１Ｂ側の加熱炉９ｂに供給するようにしている。

一方、図１８に示す第２例では、排ガス熱交換器Ｅｘにおいて高温排ガスＧｅと熱交換させて熱回収させた新鮮外気ＯＡを、入口側及び出口側の炉体開口部２Ａ，２Ｂ夫々における中央吹出口４及び側部吹出口５に対し、それら吹出口４，５から吹き出す加熱気流ｆａ，ｆｂとして送給ファンＦｓにより供給するようにしている。

また、図１９に示す第３例では、第１例と第２例との折衷型として、排ガス熱交換器Ｅｘにおいて高温排ガスＧｅと熱交換させて熱回収させた新鮮外気ＯＡをバーナ１０によりさらに加熱し、そして、このバーナ加熱外気ＯＡの一部を、保温ゾーン１Ｂ側の加熱炉９ｂにおける加熱用バーナの燃焼用空気として保温ゾーン１Ｂ側の加熱炉９ｂに供給し、これに対し、バーナ加熱外気ＯＡの残部を、入口側及び出口側の炉体開口部２Ａ，２Ｂ夫々における中央吹出口４及び側部吹出口５に対し、それら吹出口４，５から吹き出す加熱気流ｆａ，ｆｂとして送給ファンＦｓにより供給するようにしている。

〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。

炉体開口部２の対象物通過域２ａに気流カーテンを形成する中央吹出口４は、水平に対する傾斜角度θａが４０°より小さい（好ましくは３０°≦θａ＜４０°）斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆａを吹き出すものであれば、その具体的構造は、前述の実施形態で示した構造に限らず、どのような構造であってもよい。

同様に、炉体開口部２の間隙域２ｂに気流カーテンを形成する側部吹出口５も、水平に対する傾斜角度θｂが６０°より大きい（θｂ＞６０°）斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流ｆｂを吹き出すものであれば、その具体的構造は、前述の実施形態で示した構造に限らず、どのような構造であってもよい。

また、側部吹出口５については、気流カーテン形成用の気流ｆｂを垂直下方に向けて吹き出す構成にしてもよい。

前述の実施形態では、炉体開口部２の炉内寄り領域２ｃ（即ち、炉体開口部２における気流カーテンの形成箇所より炉内側の領域）から、その領域内の気体を排出する排気口７を、炉体開口部２における各側壁６に配置する例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、炉体開口部２における天井部３のうち炉内寄り領域２ｃに臨む部分に排気口７を設けるようにしてもよい。

また、図２０及び図２１に示すように、炉内配置の排気チャンバ１１を形成する壁体のうち炉体開口部２の炉内寄り領域２ｃに臨む部分に排気口７を設けるようにしてもよい。

なお、上記排気チャンバ１１は、前記した循環路８ａ，８ｂを通じて循環させるゾーン内高温ガスＧａ，Ｇｂを炉内の各ゾーン１Ａ，１Ｂから取り出すためのチャンバである。

図２２に示すように、炉体開口部２における各間隙域２ｂにおいて、対象物搬送方向に対し垂直となる姿勢の立上壁１２を、所定間隔で対象物搬送方向に複数並べて立設し、これら立上壁１２により、気流カーテンＣａ，Ｃｂによる炉内高温ガスＧの漏出防止及び炉外常温空気Ｏの侵入防止を補助するようにしてもよい。

前述の実施形態では、塗装工程を経た自動車ボディを処理対象物Ｂとする例を示したが、本発明において処理対象物Ｂは、自動車ボディに限られるものではなく、バンパーなどの自動車部品、電気器具のケーシング、建築資材、鉄道車両など、塗膜の乾燥処理を要するものであれば、どのようなものであってもよい。

また、トンネル状炉体１における入口側の炉体開口部２（２Ａ）と出口側の炉体開口部２（２Ｂ）との両方について本発明を適用するのに限らず、いずれか一方の炉体開口部２についてのみ本発明を適用するようにしてもよい。

本発明による塗装乾燥炉は、各種分野における種々の物品の塗膜乾燥処理に利用することができる。

Ｂ処理対象物
２炉体開口部
３天井部
２ａ対象物通過域
Ｃａ気流カーテン
４中央吹出口
６側壁
２ｂ間隙域
Ｃｂ気流カーテン
５側部吹出口
θａ傾斜角度
ｆａ気流
θｂ傾斜角度
ｆｂ気流
２ｃ炉内寄り領域
７排気口

Claims

炉外から炉内へ搬入する処理対象物又は炉内から炉外へ搬出する処理済みの処理対象物が通過する炉体開口部の天井部に気流カーテン形成用の吹出口を設け、
この吹出口から吹き出す気流が前記炉体開口部に形成する気流カーテンにより、炉内高温ガスの前記炉体開口部を通じた炉外への漏出及び炉外常温空気の前記炉体開口部を通じた炉内への侵入を防止する塗装乾燥炉であって、
前記吹出口として、前記炉体開口部における対象物通過域に前記気流カーテンを形成する中央吹出口と、前記炉体開口部における左右の各側壁と前記対象物通過域との間の各間隙域に前記気流カーテンを各別に形成する左右の側部吹出口とを設け、
前記中央吹出口は、水平に対する傾斜角度が４０°より小さい斜め下向きで炉内側に向けて気流カーテン形成用の気流を吹き出し、左右の前記側部吹出口は夫々、水平に対する傾斜角度が６０°より大きい斜め下向きで炉内側に向けて、又は、垂直下方に向けて気流カーテン形成用の気流を吹き出す構成にしてある塗装乾燥炉。
前記中央吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度は、その傾斜角度と前記炉体開口部を通じた熱損失量との相関において、その熱損失量が最小となる傾斜角度にしてある請求項１記載の塗装乾燥炉。
前記側部吹出口から吹き出す気流の水平に対する傾斜角度は、その傾斜角度と前記炉体開口部を通じた熱損失量との相関において、その熱損失量が最小となる傾斜角度にしてある請求項１又は２記載の塗装乾燥炉。
前記炉体開口部における前記気流カーテンの形成箇所より炉内側の領域に、その領域における気体を排出する排気口を設けてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗装乾燥炉。
前記中央吹出口は、対象物搬送方向において前記側部吹出口より炉内側寄りに配置し、
前記中央吹出口と前記側部吹出口との対象物搬送方向における離間距離は、その離間距離と前記炉体開口部を通じた熱損失量との相関において、その熱損失量が最小となる離間距離にしてある請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗装乾燥炉。
前記中央吹出口における気流吹き出し速度の大きさと前記側部吹出口における気流吹き出し速度の大きさとを等しくしてある請求項１〜５のいずれか１項に記載の塗装乾燥炉。
前記中央吹出口及び前記側部吹出口は夫々、加熱手段により設定温度に加熱した気流を吹き出す構成にしてある請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗装乾燥炉。
前記処理対象物が自動車ボディである請求項１〜７のいずれか１項に記載の塗装乾燥炉。