JP2021130111A - Nozzle, drier, and method of manufacturing can body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法に関する。 The present invention relates to a nozzle, a drying device, and a method for manufacturing a can body.
有底筒状の缶体を乾燥するインサイド・ベーク・オーブン(以下、IBOという)は、樹脂製又はステンレススチール製コンベアネットで缶体を一定量まとめて搬送して加熱処理するトンネルタイプオーブンである。例えば図16に示すIBO100のように、3つの領域(106,108,110)に分かれて加熱するタイプが主流である。前工程のインサイド・スプレーマシンで缶体内面に熱硬化性樹脂塗料が塗装された缶体104が、上部開口を上向きとした状態(以下、正置という)でIBO100に搬送される。
The inside bake oven (hereinafter referred to as IBO) that dries the bottomed tubular can body is a tunnel type oven that transports a certain amount of the can body together with a resin or stainless steel conveyor net and heat-treats it. .. For example, as in the case of IBO100 shown in FIG. 16, the type in which heating is divided into three regions (106, 108, 110) is the mainstream. The
IBO100では、コンベアネット102上に正置された缶体104が平面視において千鳥状のパターンを形成し、予熱帯106、昇温帯108、保持帯110、冷却帯114の各領域を通過する。予熱帯106では、100℃程度で水、溶剤を蒸発させる。昇温帯108では、所定の温度に缶体104を到達させる。保持帯110では、樹脂を架橋反応させて分子構造を密にし、要求性能を満たす塗膜を形成する。要求性能を満たす塗膜を形成するために、例えば190℃×60secを確保する必要がある。保持帯110からエアシール112を経て、冷却帯114で缶温200℃近傍から冷却されて、次の工程へ搬送される。
In the IBO 100, the
IBO100の各領域には、コンベアネット102上に正置された缶体104の上方の所定位置に、ノズル本体116が設けられている。ノズル本体116は、缶体104を乾燥させるための気体を缶体104の縦方向に平行に吐出するスリットノズル117を備える。スリットノズル117は、缶体104の搬送方向に直交する方向、すなわちコンベアネット102の幅方向を長手方向とするスリット状の吐出口を有する。吐出口は、所定の幅(例えば3〜7mm)を有し、一定間隔(例えば75〜90mm等)で搬送方向に複数配置されている。スリットノズル117から吐出される気体は、レイノルズ数(以下、「Re数」)2000程度(吐出口で12〜16m/s)である。以上のように缶体104を乾燥する際、スリットノズル117が配備されているエリアにおいては、スリットノズル117から吐出される気体を缶内に吹き込ませる衝突噴流が、また、スリットノズル117が配備されていないエリアにおいては、自然対流熱伝達が採用されている。
In each region of the IBO 100, a
IBO100は、熱風循環式により、図示しないが、気体として外気を吸気しバーナー加熱された熱風を、循環ファンにより循環させている。上記熱風は、上部の吹出ノズル118から吹出され、吹出ノズル118直後のパンチングプレート120と、スリットノズル117直前のパンチングプレート122を順に通過することによって、各領域の全体に分散、均圧化される。このようにしてスリットノズル117からは、均一な流速の熱風が吹き出る。
Although not shown, the IBO 100 takes in outside air as a gas and circulates hot air heated by a burner by a circulation fan by a hot air circulation type. The hot air is blown out from the upper blowing
上記スリットノズルとして、特許文献1には、一対の波板を、互いの山部及び谷部が直交するように、離間して配置された渦流発生装置が開示されている。上記特許文献1によると、渦流発生装置によって生じた乱流状態にある空気が缶体に到達すると、缶体の周囲の気流の流れを乱し、缶体の表面に付着した水分を効率よく乾燥することができる。
As the slit nozzle,
しかしながら上記特許文献1の渦流を発生することによって、直進性の高い気体が得られることは分かっているが、実際に渦流を発生させるには複雑な機構が必要であり、限られたスペースの中で、多数の渦流を発生させるのは困難である。
However, although it is known that a gas having high straightness can be obtained by generating the vortex of
本発明は、吐出する気体の直進性を向上することができるノズル及び乾燥装置を提供することを第1の目的とする。 A first object of the present invention is to provide a nozzle and a drying device capable of improving the straightness of the discharged gas.
本発明は、缶体の内面に形成された塗膜の品質をより向上することができる缶体の製造方法を提供することを第2の目的とする。 A second object of the present invention is to provide a method for producing a can body, which can further improve the quality of the coating film formed on the inner surface of the can body.
本発明に係るノズルは、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁の先端にスリット状の吐出口を備え、前記ノズル壁の先端側に互いの前記ノズル壁に向かって突出した複数の突起を有することを特徴とする。 The nozzle according to the present invention is provided with a slit-shaped discharge port at the tip of a pair of nozzle walls arranged so as to face each other at a predetermined interval, and protrudes toward the tip of the nozzle wall toward each other. It is characterized by having a plurality of protrusions.
本発明に係るノズルにおいて、前記吐出口から吐出される気体のレイノルズ数は、1000〜10000であり、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が、1:3〜2:1であるのが好ましい。 In the nozzle according to the present invention, the Reynolds number of the gas discharged from the discharge port is 1000 to 10000, and the ratio of the area of the protrusions to the area of the gap between the protrusions is 1: 3 to 2: 1. Is preferable.
本発明に係るノズルにおいて、前記吐出口から吐出される気体のレイノルズ数が1000〜4000であるのが好ましい。 In the nozzle according to the present invention, the Reynolds number of the gas discharged from the discharge port is preferably 1000 to 4000.
本発明に係るノズルにおいて、前記突起は、吐出方向からみて四角形状であるのが好ましい。 In the nozzle according to the present invention, the protrusions preferably have a quadrangular shape when viewed from the discharge direction.
本発明に係るノズルにおいて、前記突起は、吐出方向から見て三角形状であるのが好ましい。 In the nozzle according to the present invention, the protrusions preferably have a triangular shape when viewed from the discharge direction.
本発明に係る乾燥装置は、乾燥温度が異なる複数の領域と、有底筒状に形成された缶体を前記複数の領域内へ搬送する搬送部とを備える乾燥装置であって、前記複数の領域のそれぞれは、上記ノズルを有することを特徴とする。 The drying device according to the present invention is a drying device including a plurality of regions having different drying temperatures and a transport unit for transporting a can body formed in a bottomed cylinder shape into the plurality of regions. Each of the regions is characterized by having the nozzle.
本発明に係る乾燥装置において、前記突起の形状、及び前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比の少なくとも一方が、前記複数の領域において異なるのが好ましい。 In the drying apparatus according to the present invention, it is preferable that at least one of the shape of the protrusion and the ratio of the area of the protrusion to the area of the gap between the protrusions is different in the plurality of regions.
本発明に係る乾燥装置において、前記複数の領域は、上流から、予熱帯、昇温帯、及び保持帯が搬送方向に沿って順に設けられており、前記予熱帯における前記突起は、吐出方向からみて四角形状であって、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が1:2であり、前記昇温帯及び前記保持帯における前記突起は、吐出方向から見て三角形状であって、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が1:3であるのが好ましい。 In the drying apparatus according to the present invention, the plurality of regions are provided with a pre-tropical zone, a temperate zone, and a holding zone in order from the upstream along the transport direction, and the protrusions in the pre-tropical zone are viewed from the discharge direction. It is quadrangular, the ratio of the area of the protrusions to the area of the gap between the protrusions is 1: 2, and the protrusions in the temperate zone and the holding zone are triangular when viewed from the discharge direction. The ratio of the area of the protrusions to the area of the gap between the protrusions is preferably 1: 3.
本発明に係る乾燥装置において、前記吐出口の幅長さは、前記缶体の半径より短いことが好ましい。 In the drying apparatus according to the present invention, the width and length of the discharge port are preferably shorter than the radius of the can body.
本発明に係る缶体の製造方法において、乾燥温度が異なる複数の領域内へ、内面に熱硬化性樹脂塗料の塗膜が形成された有底筒状の缶体を搬送して、前記内面に前記塗膜を焼き付けるステップを備え、前記塗膜を焼き付けるステップは、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁の先端にスリット状の吐出口と、前記一対のノズル壁の先端側に互いの前記ノズル壁に向かって突出した複数の突起と、を有するノズルから、気体を吐出することを特徴とする。 In the method for producing a can body according to the present invention, a bottomed tubular can body having a coating film of a thermosetting resin paint formed on the inner surface is conveyed to a plurality of regions having different drying temperatures, and the can body is brought to the inner surface. A step of baking the coating film is provided, and the step of baking the coating film includes a slit-shaped discharge port at the tip of a pair of nozzle walls arranged to face each other at a predetermined interval, and a tip of the pair of nozzle walls. It is characterized in that gas is discharged from a nozzle having a plurality of protrusions protruding toward the nozzle wall of each other on the side.
本発明によれば、直進性が向上した熱風をノズルから吐出することができる。ノズルから吐出された熱風は、一方向へ直進し、缶体内部へ容易に進入できる。したがって乾燥装置は、缶体内部を効率的に乾燥することができる。缶体内部を効率的に乾燥することができるので、本発明に係る缶体の製造方法によれば、缶体の内面に形成された塗膜の品質をより向上することができる。 According to the present invention, hot air having improved straightness can be discharged from a nozzle. The hot air discharged from the nozzle travels straight in one direction and can easily enter the inside of the can body. Therefore, the drying device can efficiently dry the inside of the can body. Since the inside of the can body can be efficiently dried, the quality of the coating film formed on the inner surface of the can body can be further improved according to the method for producing the can body according to the present invention.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態の乾燥装置は、缶体の製造方法における塗装工程において用いられる。以下、缶体の製造方法の概略を説明する。缶体の製造方法において製造される缶は、例えば0.20mm〜0.50mmのアルミニウム製の板を成形してなるものであり、飲料等の内容物が充填・密封される2ピース缶やボトル缶の缶体に用いられるものである。本実施形態では、このうちの2ピース缶に用いられる缶体を例にして説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The drying apparatus of this embodiment is used in the painting process in the method for manufacturing a can body. The outline of the manufacturing method of the can body will be described below. The can manufactured in the can body manufacturing method is, for example, formed by molding an aluminum plate of 0.20 mm to 0.50 mm, and is a two-piece can or bottle in which the contents such as beverages are filled and sealed. It is used for the can body of a can. In the present embodiment, a can body used for the two-piece can will be described as an example.
缶体は、打ち抜き及びカッピング工程、DI工程、トリミング工程、洗浄工程、印刷工程、塗装工程、ネッキング工程、フランジング工程を経ることによって、製缶される。 The can body is manufactured by undergoing a punching and cutting step, a DI step, a trimming step, a cleaning step, a printing step, a painting step, a necking step, and a franging step.
打ち抜き工程及びカッピング工程(絞り工程)では、アルミニウム合金材料からなる薄板をカッピングプレスによって打ち抜きながら絞り加工(カッピング加工)することによって、比較的大径で浅いカップ状体を成形する。 In the punching step and the cupping step (cupping step), a thin plate made of an aluminum alloy material is punched by a cupping press and drawn (cupping) to form a relatively large diameter and shallow cup-shaped body.
DI工程(絞りしごき工程)では、DI加工装置によって、カップ状体にDI加工(再絞りしごき加工)を施して、缶胴と缶底を備える有底筒状の缶体に成形する。このDI加工によって、缶体の缶底は、最終の缶体の缶底形状に成形される。 In the DI process (squeezing and ironing process), the cup-shaped body is subjected to DI processing (re-squeezing and ironing processing) by a DI processing device to form a bottomed tubular can body having a can body and a can bottom. By this DI processing, the can bottom of the can body is formed into the shape of the can bottom of the final can body.
トリミング工程では、缶体の開口端部をトリミング加工する。上記DI加工装置によって形成された缶体の開口端部は、耳が形成されて高さが不均一である。上記開口端部を切断してトリミングすることによって、開口端部における缶軸方向に沿う周壁の高さを、全周にわたって均等に揃える。 In the trimming step, the open end of the can body is trimmed. The open end of the can body formed by the DI processing apparatus has ears formed and the height is non-uniform. By cutting and trimming the opening end portion, the height of the peripheral wall along the can axis direction at the opening end portion is evenly aligned over the entire circumference.
洗浄工程では、缶体を洗浄し、潤滑油等を除去した後に、表面処理を施して乾燥する。 In the cleaning step, the can body is washed, lubricating oil and the like are removed, and then surface treatment is performed to dry the can body.
印刷工程では、外面印刷、外面塗装を施す。印刷用インクを使用して、缶胴に外面印刷を施す。そして、外面印刷の直後に外面塗装を施す。 In the printing process, outer surface printing and outer surface painting are performed. External printing is applied to the can body using printing ink. Then, the outer surface is painted immediately after the outer surface is printed.
塗装工程では、缶体の缶胴及び缶底の内面に、塗膜を形成する。例えば、熱硬化性樹脂塗料(例えばエポキシ系塗料)を使用して内面に塗膜を形成し、この塗膜が形成された缶体を本実施形態に係る乾燥装置によって加熱乾燥し、塗膜を内面に焼き付ける。 In the painting process, a coating film is formed on the inner surface of the can body and the bottom of the can body. For example, a thermosetting resin paint (for example, an epoxy-based paint) is used to form a coating film on the inner surface, and the can body on which the coating film is formed is heat-dried by the drying apparatus according to the present embodiment to form the coating film. Burn on the inside.
ネッキング工程では、ネッキング用金型(縮径用金型)を用いて、開口端部に、滑らかな傾斜形状を備えたネック部をネッキング加工によって成形する。具体的には、缶胴の内部及び外部にネッキング用金型(ネッキングダイとガイドブロック)を嵌合し、ネッキングダイとガイドブロックとの間で、開口端部に上方へ向かうに従い小径となる縮径加工を施して、ネック部を成形する。また、この縮径加工により、ネック部の上方に円筒状をなすフランジ予定部を成形する。 In the necking step, a necking die (diameter reduction die) is used to form a neck portion having a smooth inclined shape at the opening end portion by a necking process. Specifically, a necking die (necking die and guide block) is fitted inside and outside the can body, and the diameter becomes smaller toward the opening end between the necking die and the guide block. The neck part is molded by performing diameter processing. Further, by this diameter reduction processing, a cylindrical flange planned portion is formed above the neck portion.
フランジング工程では、フランジ予定部をフランジング加工して、ネック部の上端から径方向外側へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状のフランジ部を成形する。 In the flanging step, the planned flange portion is flanged to form an annular flange portion that protrudes radially outward from the upper end of the neck portion and extends along the circumferential direction.
このようにして缶体が製造され、フランジング工程の後工程へと搬送される。この後工程では、缶体の内部に飲料等の内容物が充填され、フランジ部に缶蓋が巻締められて、缶体が密封される。 In this way, the can body is manufactured and transported to a post-process of the flanging process. In this post-process, the inside of the can body is filled with contents such as beverages, the can lid is wrapped around the flange portion, and the can body is sealed.
本実施形態に係る乾燥装置1について図1を参照して説明する。有底筒状の缶体104を乾燥する乾燥装置1は、樹脂製またはステンレススチール製のコンベアネット102で缶体104を一定量まとめて搬送して加熱処理するトンネルタイプオーブンである。乾燥装置1は、3つの領域に分かれて加熱する。前工程のインサイド・スプレーマシンで缶体内面に熱硬化性樹脂塗料が塗装された缶体104が、上部開口105が上向きである正置した状態で乾燥装置1に搬送される。
The drying
乾燥装置1は、上流から、昇温帯108、保持帯110、冷却帯114が搬送方向に沿って順に設けられている。そして、必要に応じ昇温帯108の前方に予熱帯106が設けられる。搬送部としてのコンベアネット102上に正置された缶体104は、平面視において格子状に配置され、予熱帯106、昇温帯108、保持帯110、冷却帯114の各領域を通過する。予熱帯106では、100℃程度で水、溶剤を蒸発させる。昇温帯108では、所定の温度に缶体104を到達させる。保持帯110では、樹脂を架橋反応させて分子構造を密にし、要求性能を満たす塗膜を形成する。要求性能を満たす塗膜を形成するために、例えば190℃×60secを確保する必要がある。保持帯110からエアシール112を経て、冷却帯114で缶温200℃近傍から冷却されて、次の工程へ搬送される。
The
乾燥装置1の各領域には、コンベアネット102上に正置された缶体104の上方の所定位置に、ノズル本体10がそれぞれ設けられている。ノズル本体10は、缶体104の縦方向に平行に気体を吐出するノズル11を備える。本明細書において平行とは、完全に平行である状態に限定されず、完全に平行な状態からわずかに傾いた状態を含む。
In each region of the
乾燥装置1は、熱風循環式により、図示しないが、缶体104を乾燥する気体として外気を吸気し、100℃〜255℃程度にバーナー加熱された熱風を、循環ファンにより循環させている。上記熱風は、上部の吹出ノズル118から吹出され、吹出ノズル118直後のパンチングプレート120と、ノズル11直前のパンチングプレート122を順に通過することによって、各領域の全体に分散、均圧化される。このようにしてノズル11からは、均一な流速の熱風が吹き出る。なお、乾燥装置1の基本的な構成は、図1に示した例に限定されるものではなく、いわゆる衝突噴流を用いる他の形態にも適用できる。
Although not shown, the
図2に示すように、ノズル本体10は、所定の間隔を開けてノズル11が設けられている。ノズル11は、所定の間隔(例えば3〜7mm)を開けて対向して配置された一対のノズル壁12,14を備える。図2において、搬送方向はx方向、搬送部としてのコンベアネット102の幅方向はy方向、コンベアネット表面に垂直な方向はz方向とする。
As shown in FIG. 2, the
ノズル11は、パンチングプレート122(図1)を通過した熱風を一方向へ導く流路を有する。当該流路は、ノズル壁12,14の間に形成されたスリット形状である。一方向は、熱風の吐出方向である。図2の場合、一方向は、図中矢印方向(z方向)であり、正置された有底筒状の缶体104の中心軸に平行な方向である。ノズル11の一方向の長さは、適宜選択することができる。
The
本実施形態の場合、ノズル壁12,14は、所定の間隔を開けて配置された一対の平板で形成されている。ノズル壁12,14同士は、基端において天板13に一体化されている。ノズル本体10は、天板13を挟んでノズル11が形成されている。ノズル11の基端は、パンチングプレート122を通過した熱風の入口である。
In the case of the present embodiment, the
ノズル11の先端は、缶体104の上部開口105に向かって熱風を吐出する、熱風の出口である吐出口15が設けられている。吐出口15は、スリット状の開口を有する。ノズル11は、吐出口15の長手方向を搬送方向と直交する方向、すなわちコンベアネット102の幅方向に対して平行に配置されている。ノズル11の入口と吐出口15を結ぶ流路は、一方向から見て扁平形状である。当該流路の開口面積は、吐出口15の直前まで一定であるのが好ましい。図2の場合、流路および吐出口15は、一方向から見た形状が長方形状である。ノズル11から吐出される乾燥気体は、所定のRe数、例えば、2000程度(吐出口で12〜16m/sec)である。以上のように缶の乾燥においては、ノズル11から吐出される熱風を缶体104に吹き込ませる、いわゆる衝突噴流が採用されている。
The tip of the
ノズル壁12,14の先端側、図2の場合、先端16,18は、互いのノズル壁12,14に向かって突出した複数の突起20を有する。突起20は、櫛歯状であって、吐出口15の長手方向に沿って複数形成されている。図2に示す突起20は、一方向から見た形状が四角形状である。突起20同士の間は凹部22が形成されている。凹部22は、突起20と同様、四角形状である。
The tip side of the
図2の場合、ノズル壁12に形成された突起20と凹部22は、ノズル壁14に形成された突起20と凹部22と同じ位置に形成されているが、本発明はこれに限らない。例えば、ノズル壁12に形成された突起20と凹部22は、ノズル壁14に形成された突起20と凹部22に対して、吐出口15の長手方向にずれていてもよく、ノズル壁12に形成された突起20に対応した位置にノズル壁14の凹部22が形成されていてもよい。
In the case of FIG. 2, the
ノズル壁12に形成された突起20はノズル壁12に対して直角に形成されているが、本発明はこれに限らず、突起20は吐出口15に対して出側に倒れていてもよく、入側に倒れていてもよい。
The
突起20の大きさと間隔は、熱風のレイノルズ数(以下、Re数)によって選択し得る。Re数が1000〜10000の場合、突起20の面積と、当該突起20の間の隙間(凹部22)の面積の比は、1:3〜2:1の範囲であるのが好ましい。Re数が1000〜10000の場合、突起20の面積と、当該突起20の間の隙間(凹部22)の面積の比が上記範囲内にあると、吐出口15を通過する熱風の直進性を向上することができる。
The size and spacing of the
熱風のRe数は、1000〜4000であれば、熱風の流速が低いため、缶体104を倒す恐れがなく、より好ましい。
When the Re number of hot air is 1000 to 4000, since the flow velocity of hot air is low, there is no risk of overthrowing the
図3Aに示すノズルの吐出口15Aは、突起20Aの面積と、突起20A間の凹部22Aの面積の比が1:3の例(第1例)である。図3Bに示すノズルの吐出口15Bは、突起20Bの面積と、突起20B間の凹部22Bの面積の比が1:1の例(第2例)である。図3Cに示すノズルの吐出口15Cは、突起20Cの面積と、突起20C間の凹部22Cの面積の比が2:1の例(第3例)である。吐出口15は、幅長さLが缶体104の半径より短い。
The
吐出口15から吐出された熱風の流速は、徐々に低下する。吐出口の流速が保たれる領域の長さを、ポテンシャルコア長さXPと呼ぶ。Re数が1000〜2000の範囲において、第1例及び第2例のノズルの吐出口15A,15Bは、ポテンシャルコア長さXPが第3例に比べて長い。Re数が3000〜10000の範囲において、第1例のノズルの吐出口15Aは、ポテンシャルコア長さXPが第2例及び第3例に比べて長い。
The flow velocity of the hot air discharged from the
上記のようなノズル11を通過した熱風は、図4に示すように、突起20同士の間の凹部22を通過することにより、一方向の軸を有する縦渦となることで、直進性が増す。上記ノズル11を備えた乾燥装置1は、直進性が向上した熱風を吐出口15から吐出することができる。吐出口15から吐出された熱風は、コンベアネット102の幅方向に延びるカーテン状となる。当該熱風は、一方向へ直進し、コンベアネット102上を搬送されてくる缶体104の内部へ容易に進入する。したがって乾燥装置1は、缶体104の内面を効率的に乾燥することができる。すなわち乾燥装置1は、エネルギー消費量を抑えることができる。
As shown in FIG. 4, the hot air that has passed through the
従来のノズル本体116(図16)は、突起を有していないため、吐出口の長手方向に平行な方向を軸とする横渦となり、吐出口の短手方向に熱風が広がりやすい。 Since the conventional nozzle body 116 (FIG. 16) does not have a protrusion, it becomes a lateral vortex centered on a direction parallel to the longitudinal direction of the discharge port, and hot air tends to spread in the lateral direction of the discharge port.
Re数が1000〜10000の場合、凹部22の面積に対する突起20の面積を適宜選択することにより、より効率的に、熱風に縦渦を生じさせ、熱風の直進性を向上することができる。Re数は、吐出される熱風の温度によって変わり得る。したがって、乾燥温度が異なる複数の領域を備える乾燥装置1においては、領域ごとに凹部22の面積に対する突起20の面積を適宜選択することが、缶体104の内面を効率的に乾燥するうえで有効である。
When the Re number is 1000 to 10000, by appropriately selecting the area of the
Re数が1000〜3000の範囲でより大きい場合、凹部22の面積に対する突起20の面積は、より小さい方が、流速の低下が緩やかであるので、好ましい。一方、Re数が上記範囲でより小さい場合、凹部22の面積に対する突起20の面積は、より大きい方が、流速の低下が緩やかであるので好ましい。
When the Re number is larger in the range of 1000 to 3000, it is preferable that the area of the
Re数が、1000以上であると、熱風の量が多く乾燥効率が良く、10000以下であると缶体104の転倒防止の観点から好ましい流速である。
When the Re number is 1000 or more, the amount of hot air is large and the drying efficiency is good, and when it is 10,000 or less, the flow velocity is preferable from the viewpoint of preventing the
上記実施形態の場合、突起20の形状は、四角形状である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、図5に示すように、三角形状でもよい。三角形状の突起の面積と、凹部の面積の比は、1:1〜1:3の範囲であれば、突起を有しない従来のノズルに比べ熱風の良好な直進性が得られるので好ましい。図5Aに示すノズルの吐出口30Aは、1:1の例(変形例(1))である。吐出口30Aの凹部26Aは、突起24Aと同じ三角形状である。図5Bに示すノズルの吐出口30Bは、上記比が1:3の例(変形例(2))である。吐出口30Bの凹部26Bは、台形形状である。突起が三角形状の場合でも、ノズルは、突起同士の隙間を通過した熱風に縦渦を生じさせることができるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。
In the case of the above embodiment, the case where the
上記実施形態の場合、ノズル11は、吐出口15の長手方向をコンベアネット102の幅方向に対して平行に配置されている場合について説明したが、本発明はこれに限らない。ノズル11は、吐出口15の長手方向を搬送方向と平行、すなわちコンベアネット102の長手方向に平行とし、缶体104の中心からコンベアネット102の幅方向にずれた位置に配置してもよい。上記のようにノズル11を配置することにより、缶体104の上部開口105から缶体内部へ継続的に熱風を供給することができ、さらに供給された熱風が効率的に缶体内面に沿って底部へ到達する。したがって缶体104は、接触した熱風によって全体が熱せられるので、効率的に乾燥される。特に缶体104が、アルミニウムで形成されている場合、熱伝達率が高いので、より効率的に乾燥される。
In the case of the above embodiment, the case where the
上記実施形態の場合、ノズル壁12,14の先端16,18に複数の突起20を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。突起20は、圧力損失による熱風の直進性が著しく低下しない程度の範囲内で、吐出口15の入口方向へずれた位置に形成してもよい。
In the case of the above embodiment, the case where the
実際に上記実施形態に係るノズル本体10における熱風の直進性を検証した結果を以下に説明する。まず、第1例(図3A,長方形タブA,H:2mm、W:0.75mm、D:2.25mm)、第2例(図3B,長方形タブB,H:2mm、W:1.5mm、D:3.0mm)、第3例(図3C,長方形タブC,H:2mm、W:3.0mm、D:4.5mm)、及び、変形例(2)(図5B,三角形タブB,H:2mm、W:2mm、D:4mm)のノズルを用意した。吐出口の長手方向の長さは300mmとした。比較例として、突起を有しないスリットノズル(タブなし)を用意した。突起の高さH、突起の幅W、突起の配列ピッチをDとする。比較例における吐出口の短手方向の長さ(ノズル高さ)を基準となるノズル高さ(等価ノズル高さHe)とし、各例において流量が一定となるように、ノズル高さを調整した。本実施例では、等価ノズル高さHeを5mmとした。吹出ノズルから、パンチングプレートを介して所定のRe数の気体をノズルの入口へ供給した。作動流体は、室温の空気とした。作動流体のRe数は、流体の流速を3〜30m/sの範囲で変更することにより調整した。
The result of actually verifying the straightness of the hot air in the
粒子イメージ流速計測法(Particle Image Velocimetry)により、吐出された気体の速度分布を測定した。具体的には、CCDカメラを用いて、図6に示すx−y平面及びx−z平面におけるノズルから吐出された空気の流れを撮影した。トレーサーとしてオイルミスト(平均粒径1μm、比重s≒1.05)、光源としてNd:YAGレーザ(最大出力200mJ)を用いた。その結果を図7〜図15に示す。
The velocity distribution of the discharged gas was measured by the particle image velocimetry method. Specifically, a CCD camera was used to photograph the flow of air discharged from the nozzles in the xy plane and the xx plane shown in FIG. An oil mist (
図7および図8は、Re数1000の場合の結果である。図7は、横軸が吐出口からの距離xと等価ノズル高さHeの比(x/He)、縦軸が吐出口の流速をU0、x/Heにおける流速をucとした場合の比率風速(uc/U0)を示す。ポテンシャルコア長さXPは、本実施例では吐出口の流速の95%が保たれる領域とした。第1例及び第2例のノズルのポテンシャルコア長さXPが最も長く、約10であった。第1〜第3例のノズルは、いずれも比較例のノズルよりも、流速の低下が少なく、中でも第3例(長方形タブC)が最も流速の低下が少ないことが確認された。図8に示す可視化画像から、第3例(長方形タブC)は、x/Heが15の地点でも、縞模様がみられることから、横渦ではなく縦渦が発生しており、直進性が向上していることが確認された。この結果は、図7における流速の結果と整合している。一方、比較例(タブなし)は、x/Heが15の地点で大きい横渦が発生しており、当該横渦の発生が、流速が低下した原因であると考えられる。 7 and 8 are the results when the Re number is 1000. In FIG. 7, the horizontal axis is the ratio of the distance x from the discharge port to the equivalent nozzle height He (x / He), and the vertical axis is the ratio wind speed when the flow velocity at the discharge port is U0 and the flow velocity at x / He is uc. (Uc / U0) is shown. The potential core length XP is set to a region where 95% of the flow velocity of the discharge port is maintained in this embodiment. The potential core length XP of the nozzles of the first example and the second example was the longest, about 10. It was confirmed that the nozzles of the first to third examples all had less decrease in flow velocity than the nozzles of the comparative example, and the third example (rectangular tab C) had the least decrease in flow velocity. From the visualized image shown in FIG. 8, in the third example (rectangular tab C), since a striped pattern is seen even at a point where x / He is 15, a vertical vortex is generated instead of a horizontal vortex, and the straightness is not good. It was confirmed that it was improving. This result is consistent with the flow velocity result in FIG. On the other hand, in the comparative example (without tabs), a large lateral vortex is generated at a point where x / He is 15, and it is considered that the generation of the lateral vortex is the cause of the decrease in the flow velocity.
図9は、Re数2000の場合の結果である。図9の横軸及び縦軸は、図7と同じである。第1例及び第2例のノズルのポテンシャルコア長さXPが最も長く、約11であった。一方、比較例のポテンシャルコア長さXPは、約8であった。第1〜第3例のノズルは、いずれも比較例のノズルよりも、流速の低下が少なく、中でも第1及び第2例(長方形タブA,B)の流速の低下が少ないことが確認された。比較例(タブなし)は、Re数2000の場合も、第1〜第3例に比べて、流速の低下が大きかった。 FIG. 9 shows the result when the Re number is 2000. The horizontal axis and the vertical axis of FIG. 9 are the same as those of FIG. 7. The potential core length XP of the nozzles of the first example and the second example was the longest, about 11. On the other hand, the potential core length XP of the comparative example was about 8. It was confirmed that the nozzles of the first to third examples all had less decrease in flow velocity than the nozzles of the comparative example, and the first and second examples (rectangular tabs A and B) had less decrease in flow velocity. .. In the comparative example (without tabs), even when the Re number was 2000, the decrease in the flow velocity was large as compared with the first to third examples.
図10および図11は、Re数3000の場合の結果である。図10の横軸及び縦軸は、図7と同じである。第1例のノズルのポテンシャルコア長さXPが最も長く、約10であった。第1〜第3例のノズルは、いずれも比較例のノズルよりも、流速の低下が少なく、中でも第1例(長方形タブA)が最も流速の低下が少ないことが確認された。図11に示す可視化画像から、第1例(長方形タブA)は、x/Heが10の地点でも、横渦が発生しておらず、直進性が向上していることが確認された。この結果は、図10における流速の結果と整合している。 10 and 11 are the results when the Re number is 3000. The horizontal axis and the vertical axis of FIG. 10 are the same as those of FIG. 7. The potential core length XP of the nozzle of the first example was the longest, about 10. It was confirmed that the nozzles of the first to third examples all had less decrease in flow velocity than the nozzles of the comparative example, and the first example (rectangular tab A) had the least decrease in flow velocity. From the visualized image shown in FIG. 11, it was confirmed that in the first example (rectangular tab A), no lateral vortex was generated even at the point where x / He was 10, and the straightness was improved. This result is consistent with the flow velocity result in FIG.
図12および図13は、Re数10000の場合の結果である。図12の横軸及び縦軸は、図7と同じである。第1例のノズルのポテンシャルコア長さXPが最も長く、約7であった。一方、比較例のポテンシャルコア長さXPは、約3であった。図12から第1〜第3例のノズルは、いずれも比較例のノズルよりも、流速において優位性が認められ、中でも第1例(長方形タブA)の流速の低下が少ないことが確認された。図13に示す可視化画像から、第1例(長方形タブA)は、x/Heが4の地点でも、横渦が発生していないことが確認された。この結果は、図12における流速の結果と整合している。 12 and 13 are the results when the Reynolds number is 10000. The horizontal axis and the vertical axis of FIG. 12 are the same as those of FIG. 7. The potential core length XP of the nozzle of the first example was the longest, about 7. On the other hand, the potential core length XP of the comparative example was about 3. From FIG. 12, it was confirmed that the nozzles of the first to third examples were superior to the nozzles of the comparative example in terms of flow velocity, and among them, the decrease in flow velocity of the first example (rectangular tab A) was small. .. From the visualization image shown in FIG. 13, it was confirmed that in the first example (rectangular tab A), no lateral vortex was generated even at the point where x / He was 4. This result is consistent with the flow velocity result in FIG.
図14および図15は、Re数2000の場合の変形例(2)(三角形タブB)の結果である。図14の横軸及び縦軸は、図7と同じである。変形例(2)のノズルのポテンシャルコア長さXPは、約11であった。一方、比較例のポテンシャルコア長さXPは、約8であった。変形例(2)のノズルは、比較例のノズルよりも、流速の低下が少ないことが確認された。図15に示す可視化画像から、変形例(2)は、x/Heが11の地点でも、横渦が発生しておらず、直進性が向上していることが確認された。この結果は、図14における流速の結果と整合している。一方、比較例(タブなし)は、x/Heが5の地点ですでに横渦が発生していた。
14 and 15 are the results of the modified example (2) (triangle tab B) in the case of the
以上の検証の結果、突起が四角形状の場合、Re数1000〜10000の範囲でポテンシャルコア長さXPが最も長くなるのは、第1例のノズル、すなわち突起20A間の凹部22Aの面積の比が1:2の吐出口であることが確認された。また突起が三角形状の場合、Re数2000においてより長いポテンシャルコア長さXPが得られることが分かった。
As a result of the above verification, when the protrusion is square, the potential core length XP is the longest in the range of
以上より、本発明に係るノズルを用いることにより、吐出口から吐出される気体の直進性を向上できることがわかった。したがって当該ノズルを用いた乾燥装置は、缶体内部へ容易に熱風を送り届けることができるので、より効率的に缶体を乾燥することができる。 From the above, it was found that the straightness of the gas discharged from the discharge port can be improved by using the nozzle according to the present invention. Therefore, the drying device using the nozzle can easily deliver hot air to the inside of the can body, so that the can body can be dried more efficiently.
具体的には、Re数2000(昇温帯108及び保持帯110)の場合、変形例(2)のノズル、すなわち吐出方向から見て三角形状であって、突起24Aの面積と凹部26Bの面積の比が1:3である吐出口30B(図5B)を有するノズルを用いるのが好ましい。Re数3000(予熱帯106)の場合、第1例のノズル、すなわち吐出方向からみて四角形状であって、突起20Aの面積と凹部22Aの面積の比が1:2である吐出口15A(図3A)を有するノズルを用いるのが好ましい。このように、Re数に合わせて、突起の形状や、突起の面積と凹部の面積の比を、適宜選択することにより、より効率的に缶体を乾燥する乾燥装置を得ることができる。
Specifically, in the case of the Re number 2000 (
1 乾燥装置
10 ノズル本体
11 ノズル
12,14 ノズル壁
15 吐出口
20 突起
22 凹部(隙間)
100 乾燥装置
1 Drying
100 drying device
本発明は、ノズル及び乾燥装置に関する。The present invention relates to nozzles and drying equipment.
本発明は、吐出する気体の直進性を向上することができるノズル及び乾燥装置を提供することを目的とする。The present invention is directed to purpose thereof is to provide a nozzle and a drying apparatus capable of improving the linearity of the gas discharge.
本発明に係るノズルは、所定の間隔を開けて対向して配置され互いに平行な平板で形成 された一対のノズル壁と、前記ノズル壁の基端に設けられた気体の入口と、前記ノズル壁の先端に設けられたスリット状の吐出口と、一対の前記ノズル壁の間に形成され、前記入 口と前記吐出口とを結ぶ流路と、を備え、前記吐出口は、互いの前記ノズル壁に向かって突出した複数の突起と、前記突起同士の間に形成された複数の凹部とを有し、前記流路に より案内され前記凹部を通過する前記気体を前記吐出口から吐出し、有底筒状に形成され た缶体の内部へ進入させることを特徴とする。Nozzle according to the present invention, an inlet of gas provided with a pair of nozzle walls which are arranged opposite formed by parallel flat plates to each other with a predetermined distance, the proximal end of the nozzle wall, said nozzle wall a slit-shaped discharge port provided at the tip of, formed between the pair of the nozzle wall, and a flow passage connecting the entering-port and the discharge port, the discharge port, another of said nozzle a plurality of projections projecting toward the wall, have a plurality of recesses formed between the said protrusions, ejecting the gases passing through a more guided the recess in the flow path from the discharge port, It is characterized in that it enters the inside of a can body formed in a bottomed tubular shape.
本発明に係るノズルにおいて、前記流路を流れる気体のレイノルズ数は、1000〜10000であり、前記突起の面積と、前記凹部の面積の比が、1:3〜2:1であるのが好ましい。In the nozzle according to the present invention, the Reynolds number of the gas flowing through the flow path is preferably 1000 to 10000, and the ratio of the area of the protrusion to the area of the recess is preferably 1: 3 to 2: 1. ..
本発明に係るノズルにおいて、前記流路を流れる気体のレイノルズ数が1000〜4000であるのが好ましい。In the nozzle according to the present invention, the Reynolds number of the gas flowing through the flow path is preferably 1000 to 4000.
本発明に係る乾燥装置は、乾燥温度が異なる複数の領域と、前記有底筒状に形成された缶体を前記複数の領域内へ搬送する搬送部とを備える乾燥装置であって、前記複数の領域のそれぞれは、上記ノズルを有することを特徴とする。Drying apparatus according to the present invention includes a plurality of regions drying temperature varies, the A drying apparatus comprising a conveying unit for conveying the cup-shape formed the can body into the plurality of regions, said plurality Each of the regions of is characterized by having the nozzle.
本発明に係る乾燥装置において、前記突起の形状、及び前記突起の面積と、前記凹部の面積の比の少なくとも一方が、前記複数の領域において異なるのが好ましい。In the drying apparatus according to the present invention, it is preferable that at least one of the shape of the protrusion and the ratio of the area of the protrusion to the area of the recess is different in the plurality of regions.
本発明に係る乾燥装置において、前記複数の領域は、上流から、予熱帯、昇温帯、及び保持帯が搬送方向に沿って順に設けられており、前記予熱帯における前記突起は、吐出方向からみて四角形状であって、前記突起の面積と、前記凹部の面積の比が1:2であり、前記昇温帯及び前記保持帯における前記突起は、吐出方向から見て三角形状であって、前記突起の面積と、前記凹部の面積の比が1:3であるのが好ましい。In the drying apparatus according to the present invention, the plurality of regions are provided with a pre-tropical zone, a temperate zone, and a holding zone in order from the upstream along the transport direction, and the protrusions in the pre-tropical zone are viewed from the discharge direction. It is square and the ratio of the area of the protrusion to the area of the recess is 1: 2. The protrusions in the temperate zone and the holding zone are triangular when viewed from the discharge direction, and the protrusions. The ratio of the area of the recess to the area of the recess is preferably 1: 3.
本発明に係る乾燥装置において、前記吐出口の幅長さは、3〜7mmであるのが好ましIn the drying apparatus according to the present invention, the width and length of the discharge port are preferably 3 to 7 mm. い。前記搬送部は、前記缶体を正置した状態で搬送することが好ましい。stomach. It is preferable that the transport unit transports the can body in a vertically placed state.
本発明によれば、直進性が向上した熱風をノズルから吐出することができる。ノズルから吐出された熱風は、一方向へ直進し、缶体内部へ容易に進入できる。したがって乾燥装置は、缶体内部を効率的に乾燥することができる。 According to the present invention, hot air having improved straightness can be discharged from a nozzle. The hot air discharged from the nozzle travels straight in one direction and can easily enter the inside of the can body. Therefore, the drying device can efficiently dry the inside of the can body .
本発明は、ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法に関する。 The present invention relates to a nozzle , a drying device , and a method for manufacturing a can body.
本発明は、吐出する気体の直進性を向上することができるノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a nozzle, a drying device, and a method for manufacturing a can body, which can improve the straightness of the discharged gas.
Claims (10)
ことを特徴とするノズル。 A slit-shaped discharge port is provided at the tip of a pair of nozzle walls arranged so as to face each other at a predetermined interval, and a plurality of protrusions protruding toward each other's nozzle walls are provided on the tip side of the nozzle wall. Nozzle featuring.
有底筒状に形成された缶体を前記複数の領域内へ搬送する搬送部と
を備える乾燥装置であって、
前記複数の領域のそれぞれは、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のノズルを有する
ことを特徴とする乾燥装置。 Multiple areas with different drying temperatures and
A drying device including a transport unit for transporting a can body formed in a bottomed cylinder shape into the plurality of regions.
Each of the plurality of regions
A drying device having the nozzle according to any one of claims 1 to 5.
前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比
の少なくとも一方が、前記複数の領域において異なる
ことを特徴とする請求項6に記載の乾燥装置。 The drying apparatus according to claim 6, wherein at least one of the shape of the protrusion and the ratio of the area of the protrusion to the area of the gap between the protrusions is different in the plurality of regions.
前記予熱帯における前記突起は、吐出方向からみて四角形状であって、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が1:2であり、
前記昇温帯及び前記保持帯における前記突起は、吐出方向から見て三角形状であって、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が1:3である
ことを特徴とする請求項6に記載の乾燥装置。 In the plurality of regions, a pre-tropical zone, a temperate zone, and a holding zone are provided in order from the upstream along the transport direction.
The protrusions in the pretropical zone are square when viewed from the discharge direction, and the ratio of the area of the protrusions to the area of the gap between the protrusions is 1: 2.
The claims in the temperate zone and the holding zone are triangular when viewed from the discharge direction, and the ratio of the area of the protrusions to the area of the gap between the protrusions is 1: 3. Item 6. The drying apparatus according to item 6.
前記塗膜を焼き付けるステップは、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁の先端にスリット状の吐出口と、前記一対のノズル壁の先端側に互いの前記ノズル壁に向かって突出した複数の突起と、を有するノズルから、気体を吐出する
ことを特徴とする缶体の製造方法。 A can body provided with a step of transporting a bottomed tubular can body having a coating film of a thermosetting resin coating formed on the inner surface into a plurality of regions having different drying temperatures and baking the coating film on the inner surface. It ’s a manufacturing method,
In the step of baking the coating film, a slit-shaped discharge port is directed to the tip of a pair of nozzle walls arranged so as to face each other at a predetermined interval, and the nozzle walls are directed to each other on the tip side of the pair of nozzle walls. A method for manufacturing a can body, which comprises discharging gas from a nozzle having a plurality of protruding protrusions.
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