JP2505564B2 - 塗装用焼付炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は塗装用焼付炉に関する。

［従来の技術］ 塗装作業は、吹付，電着等による塗着工程と、塗着さ
れた製品（以下、ワークと称する。）を乾燥焼付けする
焼付工程とからなる。

高品質塗装製品を得るには塗着工程における塗膜均一
性，密着性を高めることはもとより、焼付工程において
その基本条件としての焼付温度と焼付時間とを均一で安
定に維持することが重要である。例えば、カチオン塗料
を塗着させた自動車車体の場合、焼付温度180℃，焼付
時間20分である。

したがって、従来の塗装用焼付炉は、かかる高温で長
時間処理を必要とすることから、実公昭60−7814号公報
や実公昭62−43264号公報に示される如く、トンネル型
炉体の長手方向にワークを移動させつつ熱風発生装置か
ら熱風を循環させる構造とされているのが一般的であ
る。

ここに、ワークに対する熱風の吹付方法は、ワークの
移動、熱風の循環等のレイアウト的便宜から、熱風吹出
口をワークの側方に設け、また、ワークの高さ変更の観
点から排気用の吸込口は熱風吹出口の上方に設けられて
いる。

このため、吹出口からの熱風は炉体内を一定温度に維
持しつつも大局的には上昇気流を形成することになるの
で、ワークの底部を所定温度に維持することが困難な場
合が多い。

すなわち、第２図に示す如く、ワークが焼付領域に入
ると、その側部Wsの温度は速やかに上昇し所定の焼付温
度Ｔに達するが、その底部Wbの温度は緩慢に立上がりか
つ焼付温度よりも△だけ低いものとなる。したがって、
焼付領域長とワークの移動速度が一定であるから、側部
Wsは所定の焼付時間BTを満すが、底部Wbは上記△が許容
範囲のものであるとしても焼付時間BT′となり不十分で
ある。一方、所定焼付時間をBT′、所定焼付温度をＴ′
とすると側部Wsはオーバーベイキングとなり本末転倒で
ある。

そこで、上記実公昭60−7814号公報に提案された如
く、ワーク（１）の側部に向けた吹出口（4A,4B）の他
に、熱風廻込不足を解消させるための底部に向けた吹出
口（ノズル21A,21B）を設け、底部の温度維持を補完す
る方法が試みられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記補完方法は、熱風発生装置（７）から
の熱風を分流させて両吹出口（4A,4Bと21A,21B）に導い
ている。すなわち、ワーク底部への単位時間当りの熱風
量を強制的に増大させることにより間接的に温度上昇を
図ろうとするものである。

したがって、実際運用に際しては、その熱風量を妥当
性あるものとする調整が難しいばかりか、焼付温度の設
定変更があるとオーバーベイキングや焼付不完全を生じ
させる虞れがあった。

さらに従来構造では、一層の高品質と多様化が求めら
れる現今要請を満たすことができなくなってきた。

すなわち、ワークが自動車車体である場合、底部を形
成するいわゆるボディーフロア部は形状複雑で熱容量も
大きいから間接的温度上昇では焼付温度不足となり易
い。また、ボディーフロア部の塗膜が他に比較して耐蝕
性向上等の点から一段と厚い場合には、最早上記補完方
法では追従できなくなってきた。

本発明は、かかる事情に鑑みなされたもので、その目
的とするところは、ワークの底部を他の部位にオーバー
ベイキング等の影響を及ぼすことなく、所定焼付温度に
迅速に立上げかつそれを維持して高品質焼付を確実かつ
安定して行なえる塗装用焼付炉の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、熱風発生装置およびこの熱風発生装置から
導いた熱風をワークの側部に吹付ける上部吹出口とその
底部に吹付ける下部吹出口とを有する炉体を含み形成さ
れた塗装用焼付炉において、 前記熱風発生装置を温度の異なる２種の熱風を発生す
るように形成するとともに低温側熱風を前記上部吹出口
へ供給しかつ高温側熱風を前記下部吹出口へ供給するよ
うに構成したことを特徴とする。

［作用］ 上記構成の本発明では、基本的焼付温度と、ワークの
底部への熱風廻込不足あるいは熱容量・塗膜厚等に照し
決定した補完焼付温度と、を設定して熱風発生装置から
温度の異なる２種の熱風を発生させる。すると、上部吹
出口からは低温側の基本的焼付温度の熱風が吹出されか
つ下部吹出口からは高温側の補完焼付温度の熱風が吹出
される。

したがって、ワーク底部も他の部位と同様に良好焼付
けができ、かつ他の部位にオーバーベイキング等の影響
を及ぼすことなく、全体として迅速で高品質の塗装を達
成することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

本塗装用焼付炉は、第１図（全体構成図）に示す如
く、大別してトンネル型炉体１と熱風発生装置10と循環
系統20と制御手段30とから構成されている。

まず、炉体１は、周囲が熱絶縁され、その内部には自
動車車体からなるワークＷを長手方向（第１図で紙面に
直交する方向）に一定速度で移動する搬送手段２が設け
られている。搬送手段２はキャリア３、車輪付の台車
４、レール５および図示しない駆動機構からなる。

そして、炉体１の両側には一対の上吹付ダクト6,6と
下吹付ダクト8,8とこれらの上方に排気用の吸込ダクト2
3,23が配設されている。

ここに、上部吹出口７は上吹付ダクト６に設けられワ
ークＷの側部Wsに臨み、下部吹出口９は下吹付ダクト８
に底部Wbに臨むように設けられている。

次に、熱風発生装置10は、温度の異なる２種の熱風を
発生する手段であり、この実施例では熱効率向上と設備
経済有利の点から、１台のバーナ装置11を用いたミキシ
ング方式として構成されている。

すなわち、バーナ装置11で発生された温度（Th）の熱
風は高温Thの熱風として取扱われ、低温Tlの熱風は、こ
の高温熱風と比較的低温Tcの排気風とをミキシング部15
で混合することにより得るものとしている。低温熱風
は、主動ダンパー19の開度を大きくすることにより温度
低下できる。

このようにして、発生された温度Tlの低温熱風は、フ
ァン14で付勢され、低温供給ダクト21を介して両上吹付
ダクト6,6に導かれ、上部吹出口7,7からワークＷの側部
Wsに向けて吹出される。一方、温度Thの高温熱風はファ
ン17、高温供給ダクト22、下吹付ダクト8,8を経て下部
吹出口9,9からその底部Wbに向けて吹出される。

この実施例では、塗料の性状，ワークＷ（側部Ws,底
部Wb）の形態・熱容量，焼付時間等に照し、基本的焼付
温度たる低温熱風の温度Tlを160℃、補完的焼付温度た
る高温熱風の温度Thを180℃、として20℃の温度差を設
け、かつ高温熱風の流量Qlと低温熱風Qhとの流量比を1:
9と設定している。

ここに、本発明では、炉体１内の熱風流れが大局とし
て上昇気流であり、側部Wsよりも底部Wbの熱容量が大き
くあるいは底部Wbの塗膜が他の部位よりも厚い場合を考
慮し並びに焼付時間を一定の最短時間とすること等に鑑
みて、所定の焼付温度に達するまでに比較的長時間を必
要とする底部Wbに対して、全体の熱風量バランスに大き
な変動を与えることなく、直接的に供給熱エネルギーを
増大させることにより、所定焼付温度と時間でワーク全
体を均一かつ同時に焼付完了させるものであることが理
解される。

次に、熱風の循環系統20は、前記低温供給ダクト21、
高温供給ダクト22と、前記両吸込ダクト23,23と、両吸
込ダクト23,23と熱風発生装置10とを連通させる循環ダ
クト24とから構成されている。したがって、バーナ装置
11での燃焼用空気補給を除き、クローズドループを形成
している。

この実施例では、ワークＷの側部Wsに高温Thの熱風
を、底部Wbに低温Tlの熱風を吹付けるという技術的特長
事項の実効を一段と助長するものとして、バイパス系統
と区画手段40とが設けられている。

バイパス系統は、下部吹出口9,9から吹出された高温
熱風の流量Qh相当量を炉体１内の上昇気流に乗せること
なく熱風発生装置10に戻す手段であって、炉体１の下部
に配設された下吸込ダクト25と補助循環ダクト26とから
形成されている。換言すれば、底部Wbの熱容量あるいは
塗膜厚が一段と大きい場合、高温熱風の温度Thを一層高
いものとして本装置の適用性拡大を図る際、他の部位に
オーベーゲイキング等の影響を生じさせないために設け
られているのである。

なお、補助循環ダクト26に補助ファンを設け、あるい
は補助循環ダクト26を熱風発生装置10の近傍に接続して
風損を小さくし循環を促進させることも好ましい。

また、区画手段40は、さらにその確実性向上のため
に、装置構成上必須の空間Ｃを通して高温熱風が上昇し
ないように炉体１の上方側低温熱風領域と下方側高温熱
風領域とを区画するものであり、ブラケット41,41に取
付けられたじゃま板42,42から形成されている。じゃま
板42,42のワークＷ側への突出位置はボルト43,43の緩緊
作業により調整可能である。

制御手段30は、焼付温度制御系31と流量制御系35とか
らなり、迅速で的確な運転を約束するものである。焼付
温度制御系31は、上記低温熱風領域の温度を検出する温
度センサ32と図示しない焼付温度設定器が一体に設けら
れた温度コントローラ33とからなる。したがって、設定
器に所定の基本的焼付温度を設定すれば、予め設定され
た手動ダンパー19の開度で規制される流量Qc1とQc2およ
び高温熱風の温度Thとの関係から温度Tlの低温熱風を得
ることができる。

なお、以上は、低温Tlと高温Thとの温度差を20℃と決
めた場合であるが、該手動ダンパー19を自動調整ダンパ
ーとし、高温Thの値に拘らず、低温Tlを設定値として自
動調整したり、あるいは温度差と高温Thとを設定値とし
て低温Tlと高温Thとをともに自動調整するように構成し
ても実施できる。

また、流量制御系35は、熱風発生装置10のファン17の
上流側に設けられた調整ダンパー18と、補助循環ダクト
26に設けられた調整ダンパー27とを自動調整してバイパ
ス流量Qbをコントロールする手段で、下吹付ダクト８内
の熱風温度を検出する温度センサ36とコントローラ37と
から形成されている。このコントローラ37には温度設定
器が一体に設けられている。すなわち、流量制御系35
は、高温熱風の温度Thが一時的に変動した場合等に備え
るバックアップとして作用する。

次に、作用を説明する。

まず、制御手段30の温度コントローラ33内設定器に基
本的焼付温度160℃を設定し、コントローラ37内設定器
に補完的焼付温度として例えば180℃を設定しておく。

そして、ワークＷが搬送手段２によって当該焼付領域
の直前に移送されて来ると、熱風発生装置10が図示しな
い制御装置によって自動起動される。炉体１内の空気は
循環系統20を通して循環される。

定常状態となると、バーナ装置11から設定焼付温度16
0℃に基づき20℃だけ高い高温（180℃）の熱風が発生さ
れる。高温熱風はダクト12A,12Bに分枝される。

ファン17で付勢された高温熱風は、高温供給ダクト2
2、下吹付ダクト8,8に供給され、ミキシング部15でダク
ト12Aを通した高温熱風と循環ダクト24を介して送られ
た温度Tcの排気熱風とを混合して、温度160℃の低温熱
風が生成される。この低温熱風はファン14で付勢され、
低温供給ダクト21を介して上吹付ダクト6,6に供給され
る。

ここに、焼付領域に入ったワークＷの側部Wsには、上
部吹出口7,7から低温熱風が吹付けられ、かつ熱容量の
大きな底部Wbには、下部吹出口９から高温熱風が吹付け
られる。したがって、側部Ws、底部Wbともに同時的に所
定の焼付温度で焼付開始される。

上方側低温熱風領域の熱風は、吸込ダクト23,23から
循環ダクト24に排気される。一方、下方側高温熱風領域
の熱風は、区画手段40のじゃま板42,42で反転され、バ
イパス系統（下吸込ダクト25,補助循環ダクト26）を通
して循環ダクト24に排気され再循環される。

そして、ワークＷが存在する間は、焼付温度制御系31
（32,33）によりコントロールされ、上方側低温熱風領
域の熱風温度Tlは設定された基本的焼付温度160℃に安
定保持される。下方側高温熱風領域の熱風温度Thは20℃
だけ高い180℃に保持される。この際、温度Thに変動が
あると流量制御系35（36,37）が作用し、両調整ダンパ
ー18,27を同期開度調整してそのエネルギー増減を行な
いバックアップする。

これにより、ワークＷは全体として所定の焼付温度で
所定の焼付時間だけ、均一かつ安定して焼付処理され、
高品質塗装が完成される。

しかしてこの実施例によれば、熱風発生装置10を温度
の異なる２種の熱風を発生するよう形成するとともに低
温側熱風を上部吹出口7,7からワークＷの側部Wsに吹付
け、かつ高温側熱風を下部吹出口9,9からその底部Wbに
吹付ける構成とされているので、従来の如く底部Wbの焼
付不良又は側部Wsのオーバーベイキング等の不具合を一
掃し、所定の焼付温度・時間処理によりワーク全体を高
品質焼付することができる。

また、低温熱風の温度Tlと高温熱風の温度Thとを任意
に設定変更できる構成であるから、底部Wbの熱容量が大
きくても、その塗膜が他の部位よりも厚くとも、十分に
対応でき適用性の広いものとなる。とともに底部Wbへの
熱風は、低温熱風の量を増大して間接的に供給エネルギ
ーを増大させるのでなく、単位流量に保有された高エネ
ルギーを供給して直接的に所定焼付温度を確立するもの
であるから、装置全体の熱風量バランスに変動を与える
ことなく、安定した信頼性の高い運転が保障され、取扱
も容易である。

また、熱風発生装置10は、１台のバーナ装置11で高温
熱風を発生させ、低温熱風は高温熱風と排気風とのミキ
シング方式により生成するものであるから、熱効率が高
く設備コストが低い。さらに、高温熱風量Qhと低温熱風
量Qlとの流量比は、1:9であるから、バーナ装置11の熱
容量は少量の低温熱風を加熱して高温熱風とするだけで
よいので小型で低コストである。

さらに、制御手段30の焼付温度制御系31は、基本的焼
付温度たる低温熱風温度Tlを設定するフィードバック制
御方式であるから、本来的焼付温度を正確かつ安定して
維持することができる。とともに流量制御系35が設けら
れているので本来的焼付温度維持を保障しつつ高温熱風
の絶対エネルギーの過不足を流量増減により修正するこ
とができ底部Wbも良好に焼付けられる。

さらにまた、バイパス系統（25,26）と区画手段40と
が付設されているので、底部Wbの熱容量が非常に大きく
あるいは塗膜厚が非常に大きい場合等においても追従性
が優れ、これにより側部Wsにオバーベイキングを発生さ
せるという虞れを完全に一掃でき、この点からも適用性
の高いものとなる。

［発明の効果］ 本発明は、熱風発生装置を温度の異なる２種の熱風を
発生する構成とするとともに低温側熱風をワークの側部
に臨む上部吹出口へ供給しかつ高温側熱風をその底部に
臨む下部吹出口へ供給する構成とされているので、側部
のオーバーベイキングまたは底部の焼付未了を一掃し全
体を所定の温度と時間で安定・確実に焼付けでき、高品
質塗装を達成できる、とともに高熱効率、取扱容易で適
用性の大きな優れた塗装用焼付炉を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図および第２
図は従来の塗装用焼付炉の焼付温度ミスマッチを説明す
るための図である。 １…炉体、２…搬送手段、７…上部吹出口、９…下部吹
出口、10…熱風発生装置、15…ミキシング部、20…循環
系統、30…制御手段、40…区画手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱風発生装置およびこの熱風発生装置から
   導いた熱風をワークの側部に吹付ける上部吹出口とその
   底部に吹付ける下部吹出口とを有する炉体を含み形成さ
   れた塗装用焼付炉において、 前記熱風発生装置を温度の異なる２種の熱風を発生する
   ように形成するとともに低温側熱風を前記上部吹出口へ
   供給しかつ高温側熱風を前記下部吹出口へ供給するよう
   に構成したことを特徴とする塗装用焼付炉。