JP3660471B2

JP3660471B2 - 塗装用乾燥炉

Info

Publication number: JP3660471B2
Application number: JP18857997A
Authority: JP
Inventors: 所英明中; 浩二舎久保
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2017-07-14
Also published as: JPH1128409A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル形の炉内に熱風を対流させてその炉内を搬送される被塗物の塗膜を加熱乾燥させる塗装用乾燥炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の塗装ラインは、被塗物となる自動車ボディを搬送するコンベアラインに沿って、下塗り塗装の塗膜を乾燥させるシーラー炉等の下塗り炉、中塗り炉、水研炉および上塗り炉などの塗装用乾燥炉が設置されている。
【０００３】
この種の乾燥炉は、自動車ボディをコンベアで搬送しながらその塗膜を加熱乾燥するために、炉本体の両端に自動車ボディの出入口を開口したトンネル形に形成されており、そのトンネル形の炉には、自動車ボディの出入口が炉本体と同じ高さに開口した平型炉と、その出入口が炉本体よりも低い位置に開口した山型炉とがある。
【０００４】
そして、炉内には、入口側から出口側にかけて、自動車ボディの濡れた塗膜を速やかに乾燥させてそのボディを設定温度まで加熱昇温させる昇温ゾーンと、自動車ボディを設定温度に加熱保持する保持ゾーンが設けられている。
【０００５】
昇温ゾーンは、輻射加熱ゾーンで成るもの（特公平４−２７９１６号公報）と、熱風対流ゾーンで成るもの（実公平５−２５７４３号公報）とがあり、輻射加熱ゾーンは、熱風発生装置から循環供給される高温の熱風を炉内に配設した暗赤ダクトと称する熱輻射ダクト内に流通させて、そのダクトの前面に配した輻射板から放射される輻射熱で自動車ボディを加熱し、また、熱風対流ゾーンは、熱風発生装置から供給される高温の熱風を炉内に配設した熱風吹出ダクトの前面に沿って所定間隔で設けられた吹出口から吹き出して炉内に対流させるようになっている。
【０００６】
そして、塗膜品質がさほど問題にされない下塗り塗装の塗膜を乾燥させるシーラー炉等の昇温ゾーンは、濡れた塗膜を素早く均一に乾燥させるために熱効率の良い熱風対流ゾーンにし、高品質な上塗り塗装の塗膜を乾燥させる上塗り炉等の昇温ゾーンは、濡れた塗膜にゴミなどが付着するおそれが少ない輻射加熱ゾーンにするのが一般的である。
【０００７】
一方、保持ゾーンは、前段の昇温ゾーンで濡れた塗膜が乾燥されてゴミが付着するおそれはなくなっているので、いずれの乾燥炉においても熱風対流ゾーンにするのが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば従来のシーラー炉は、炉内の左右に配設された熱風吹出ダクトの各吹出口から自動車ボディの搬送路に向かって熱風を吹出風速５〜８ｍ／秒で吹き出して、保持ゾーンとなる熱風対流ゾーンの設定温度を１３０〜１４０℃に維持するようにしているが、本発明者らは、熱風の吹出速度を高めれば熱風対流ゾーンの設定温度を従来より低くしても従来と同等の乾燥効果を得ることができ、熱風発生装置のガスバーナの燃焼量を低減して省エネを図ることが可能になる、との発想に基づいて、熱風の吹出風速を従来の約２倍にまで高める実験を行った。
【０００９】
しかし、熱風の吹出風速を倍速にすると、自動車ボディの搬送路に向かって吹き出されて自動車ボディの側面に当たらなかった熱風が、搬送路を挟んで反対側に在る炉内の壁面に勢い良く打ち当たって、当該壁面に沿って平行に流れる激しい横流れを生じ、その横流れの熱風が、自動車ボディの側面に吹き付ける熱風の流れを乱して自動車ボディの加熱効果が却って損なわれることが判明した。
【００１０】
そこで本発明は、熱風の吹出風速を高めても、前記のような横流れの熱風によって自動車ボディの加熱効果が損なわれないようにし、また、熱風の吹出風速を高めなくても、その熱風による自動車ボディの加熱効果を高めて、熱風発生装置のガスバーナの燃焼量を低減できるようにすることを技術的課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、トンネル形の炉内に、その炉内を搬送される被塗物を熱風吹出ダクトの吹出口から吹き出す熱風によって加熱する熱風対流ゾーンが設けられた塗装用乾燥炉において、炉内の壁面に突設した区画板で前記被塗物が通り抜け可能な狭路を形成する複数のゲートが、前記熱風対流ゾーンに沿って所要間隔で配設されて、前記熱風対流ゾーンが三以上の区画ゾーンに区分されると共に、それら区画ゾーンのうち、隣接する二つの区画ゾーン間に介在する特定の区画ゾーンに、炉内の熱風を吸い込む熱風吸込ダクトの吸込口が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、熱風対流ゾーンを複数のゲートで区分して成る各区画ゾーンに、熱風吹出ダクトの吹出口から熱風が吹き出され、その吹き出された熱風により、熱風吸込ダクトの吸込口が設けられた特定の区画ゾーンを除く他の区画ゾーンは、その内部が陽圧状態となる。一方、炉内の熱風を吸い込む熱風吸込ダクトの吸込口が設けられた特定の区画ゾーンは、その内部が陰圧状態となる。
【００１３】
これにより、前記他の区画ゾーンに吹き出された熱風が、特定の区画ゾーンに向かって流れると共に、その途中でゲートの狭路を通る際に流速を増した噴流となり、これが熱風対流ゾーンを搬送される被塗物の表面に吹き付けられて被塗物の加熱効果が高められる。
【００１４】
特に、被塗物がゲートの狭路を通過する直前直後にかけては、その狭路を通り抜ける被塗物によって狭路の空間が著しく狭められるので、狭路を通る熱風の流速が著しく増大し、しかも、その高流速の熱風が被塗物の表面に沿って流れると同時に、当該熱風が、被塗物の形状抵抗によってその熱風の流通方向から見て被塗物の後方に後流の渦を生ずるため、被塗物の上面や左右側面のみならず、前面と後面を含めた全体が非常に熱効率良く均一に加熱される。
【００１５】
また、本発明によれば、熱風吹出ダクトの吹出口から吹き出す熱風が炉内の壁面に勢い良く打ち当たって横流れを生じたとしても、その横流れの熱風は、壁面に突設した区画板により寸断されて勢力を弱められると同時に、その区画板の表面を伝って被塗物の搬送路側へ迂回し、ゲートの狭路を通る熱風と合流するので、被塗物の加熱効果を損なうおそれは少ない。
したがって、熱風吹出ダクトの吹出口から吹き出す熱風の吹出風速を高め、熱風対流ゾーンの設定温度を低くして、熱風発生装置のガス消費量を低減することによって省エネを図ることも可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面によって具体的に説明する。
図１は本発明に係る塗装用乾燥炉の一例を示す縦断面図、図２はその乾燥炉の横断面図、図３は本発明の作用を示す概略図である。
【００１７】
図示した乾燥炉は、炉本体１の両端に被塗物Ｗとなる自動車ボディの入口２と出口３が開口したトンネル形の炉内に、入口２から搬入された被塗物Ｗを熱風吹出ダクト４の吹出口５から吹き出す熱風によって加熱昇温させる熱風対流ゾーン６で成る昇温ゾーンと、昇温ゾーンを通過した被塗物Ｗを熱風吹出ダクト７の吹出口８から吹き出す熱風によって設定温度に加熱する熱風対流ゾーン９で成る保持ゾーンが設けられている。
【００１８】
昇温ゾーンとなる熱風対流ゾーン６には、熱風吹出ダクト４の吹出口５から炉内に吹き出された熱風を吸い込む熱風吸込ダクト１０の吸込口１１が設けられ、当該吸込口１１から吸い込まれた熱風がリターンダクト１２を通じて熱風発生装置１３へ送られて、ガスバーナ１４の燃焼ガスと混合して熱の給与を受けた後、送風ファン１５によりサプライダクト１６を通じて熱風吹出ダクト４に循環供給されると共に、一部が排気ダクト１７を通じて排ガス脱臭装置１８へ排出されるようになっている。
【００１９】
一方、保持ゾーンとなる熱風対流ゾーン９には、炉内の左右の壁面１９，１９に突設した一対の区画板２０，２０によって被塗物Ｗの自動車ボディが通り抜け可能な狭路２１を形成する複数のゲートＧ₁〜Ｇ₆が、所要間隔で配設されて、その熱風対流ゾーン９が複数の区画ゾーンＺ₁〜Ｚ₅に区分されると共に、隣接する二つの区画ゾーンＺ₂及びＺ₄間に介在する区画ゾーンＺ₃にのみ、炉内の熱風を吸い込む熱風吸込ダクト２２の吸込口２３が設けられている。
【００２０】
そして、熱風吸込ダクト２２の吸込口２３から吸い込まれた炉内の熱風が、リターンダクト２４を通じて熱風発生装置２５へ送られて、ガスバーナ２６の燃焼ガスと混合して熱の給与を受けた後、送風ファン２７によりサプライダクト２８を通じて熱風吹出ダクト７に循環供給されると共に、一部が排気ダクト２９を通じて排ガス脱臭装置１８へ排出されるようになっている。
【００２１】
なお、区画板２０は、壁面１９に溶接するなどして固定した鋼板等で形成されている。また、区画ゾーンＺ₁〜Ｚ₅のゾーン長は、被塗物Ｗとなる自動車ボディのボディ長の約 1.5〜 2.5倍に相当する６〜１０ｍ程度の長さに選定されている。
【００２２】
また、炉内の入口２側と出口３側の上方には、それぞれ炉内の排ガスを排気ファン３１で吸引排出する排気ダクト３２が接続された入口フード３３と出口フード３４を設けて、炉内の排ガスが出入口２及び３から炉外に漏洩することを防止している。
【００２３】
以上が、図１及び図２に示す乾燥炉の構成であり、次にその作用について説明する。
乾燥炉の入口２から炉内に搬入された被塗物Ｗは、まず、熱風吹出ダクト４の吹出口５から吹き出す熱風を熱風吸込ダクト１０の吸込口１１から吸い込んで炉内に対流を生じさせる熱風対流ゾーン６で成る昇温ゾーンを搬送されて、被塗物Ｗの濡れた塗膜が乾燥されると共に、設定温度まで加熱昇温される。
【００２４】
次いで、被塗物Ｗは、保持ゾーンとなる熱風対流ゾーン９に移行して、ゲートＧ₁〜Ｇ₆により区分された複数の区画ゾーンＺ₁〜Ｚ₅を順次通過しながら、それら各区画ゾーンＺ₁〜Ｚ₅内で熱風吹出ダクト７の吹出口８から吹き出す熱風が吹き付けられて設定温度に加熱保持される。
【００２５】
また、それと同時に、区画ゾーンＺ₃に設けた熱風吸込ダクト２２の吸込口２３から炉内の熱風が吸い込まれることによって、熱風吹出ダクト７の吹出口８から他の区画ゾーンＺ₁，Ｚ₂，Ｚ₄及びＺ₅内に吹き出した熱風が、区画ゾーンＺ₃側に吸引されて、当該区画ゾーンＺ₃へ向かう流れを生じ、その熱風の流れが、途中でゲートＧ₂〜Ｇ₅の狭路２１を通過して流速を増すと同時に、流速を増した状態で、搬送中の被塗物Ｗに吹き付けられて、その被塗物Ｗの加熱効果が高められる。
【００２６】
特に、被塗物ＷがゲートＧ₂〜Ｇ₅の狭路２１を通り抜ける際は、その被塗物Ｗによって狭路２１の空間が著しく狭められるため、熱風が狭路２１を通過して噴流となる縮流現象が顕著になって、より一層流速が増す。
しかも、図３に示すように、狭路２１を通過して流速を増した熱風は、被塗物Ｗの形状抵抗により、その熱風の流通方向から見て被塗物Ｗの後方に渦巻く後流を生ずるので、被塗物Ｗとなる自動車ボディの上面や左右側面のみならず、前面及び後面の加熱効果も著しく高められる。
【００２７】
したがって、被塗物Ｗが、流線型の普通乗用車に比べてボディの前面と後面が著しく大きいワンボックス・カーなどであっても、その前面と後面を含めたボディ全体を熱効率良く均一に加熱することができると同時に、加熱効果が高められることにより、熱風を加熱するガスバーナ２６の燃焼量を低減して省エネを図ることも可能となる。
【００２８】
また、熱風吹出ダクト７の吹出口８から吹き出す熱風が被塗物Ｗの搬送路を挟んで反対側にある壁面１９に勢い良く打ち当たって横流れを生ずる程度まで、熱風の吹出風速を高めても、壁面１９に沿って横流れする熱風は、その壁面１９に突設した区画板２０で各区画ゾーンＺ₁〜Ｚ₅ごとに寸断されて勢力が弱められると同時に、壁面１９から区画板２０の表面を伝って被塗物Ｗの搬送路側へ迂回し、ゲートＧ₁〜Ｇ₆の狭路２１を通る熱風と合流することとなるから、被塗物Ｗの加熱効果を損なうおそれはない。
【００２９】
したがって、熱風吹出ダクト７の吹出口８から被塗物Ｗの側面に向かって吹き出す熱風の吹出風速を高めて被塗物Ｗの加熱効果を飛躍的に高めることができる。
実験でも、熱風の吹出風速を従来の約２倍に相当する１２〜１６ｍ／秒に高めると、熱風対流ゾーン９内の設定温度を従来より約２０〜３０℃低い１１０℃まで低下させてガスバーナ２６の燃料費節減を図っても、被塗物Ｗの加熱効果は従来と全く遜色ないことが確認された。
【００３０】
なお、上記実施態様では、熱風対流ゾーン９に六つのゲートＧ₁〜Ｇ₆を設けて、五つの区画ゾーンＺ₁〜Ｚ₅を形成したが、区画ゾーンＺ₁及びＺ₅のゲートＧ₁及びＧ₆は省いてもよい。また、区画ゾーンは三以上形成すれば足りる。更に、熱風吸込ダクト２２の吸込口２３を設ける区画ゾーンは、必ずしも一つに限るものではなく、例えば、図１の区画ゾーンＺ₃に加えて、それと隣接する区画ゾーンＺ₂又はＺ₄にも吸込口２３を設けて良い。
【００３１】
また、図１に示す乾燥炉は、被塗物Ｗの入口２と出口３が炉本体１よりも低い位置に開口する山型炉になっているが、本発明は平型炉にも勿論適用できる。また、昇温ゾーンが、熱風対流ゾーン６で成るものに限らず、輻射加熱ゾーンで成るものであっても良い。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、塗装用乾燥炉の炉内を搬送される被塗物を熱風によって熱効率良く加熱できると同時に、その熱風を加熱するガスバーナの燃料費を節減して省エネを図ることもできるという大変優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗装用乾燥炉の縦断面図。
【図２】本発明に係る塗装用乾燥炉の横断面図。
【図３】本発明の作用を示す概略図。
【符号の説明】
Ｗ・・・・・被塗物
７・・・・・熱風吹出ダクト
８・・・・・吹出口
９・・・・・熱風対流ゾーン
Ｚ₁〜Ｚ₅・・区画ゾーン
Ｇ₁〜Ｇ₆・・ゲート
２０・・・・・区画板
２１・・・・・狭路
２２・・・・・熱風吸込ダクト
２３・・・・・吸込口

Claims

トンネル形の炉内に、その炉内を搬送される被塗物（Ｗ）を熱風吹出ダクト（７）の吹出口（８）から吹き出す熱風によって加熱する熱風対流ゾーン（９）が設けられた塗装用乾燥炉において、炉内の壁面（19）に突設した区画板（20）で前記被塗物（Ｗ）が通り抜け可能な狭路（21）を形成する複数のゲート（Ｇ₁〜Ｇ₆）が、前記熱風対流ゾーン（９）に沿って所要間隔で配設されて、前記熱風対流ゾーン（９）が三以上の区画ゾーン（Ｚ₁〜Ｚ₅）に区分されると共に、それら区画ゾーン（Ｚ₁〜Ｚ₅）のうち、隣接する二つの区画ゾーン（Ｚ₂，Ｚ₄）間に介在する特定の区画ゾーン（Ｚ₃）に、炉内の熱風を吸い込む熱風吸込ダクト（22）の吸込口（23）が設けられていることを特徴とする塗装用乾燥炉。
前記被塗物（Ｗ）が、自動車ボディであり、前記各区画ゾーン（Ｚ₁〜Ｚ₅）のゾーン長が、自動車ボディのボディ長の約 1.5〜 2.5倍に相当する長さに選定されている請求項１記載の塗装用乾燥炉。