JP6082539B2

JP6082539B2 - 乾燥装置

Info

Publication number: JP6082539B2
Application number: JP2012161069A
Authority: JP
Inventors: 宏明辻岡; 智彦巽; 洋人福田
Original assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP2014020697A

Description

この発明は、炉内に収容されるワークを熱風加熱もしくは輻射加熱によって乾燥させる乾燥装置に関する。

特許文献１には、連続したフィルム、箔などの長尺のシート（以下、ワークと称する。）の一方の面に、粘着材、剥離剤、接着材、各種処理剤等の塗工液を塗布した後、複数の加熱炉を順次通過させ、加熱炉内で熱風を吹き付けて塗布された塗工液を乾燥して、塗布膜を形成する乾燥装置（塗工装置）が開示されている。

特開２０１０−２２２０９０号公報

特許文献１では、各加熱炉にエアを送るための給気ダクトを複数の加熱炉で共用している。この給気ダクトは特許文献１の図２に示されているように、加熱炉の炉体外部に配管されているため、使用者のサイドで大掛かりな配管設備が必要となり、設備コストの増大や施設の大型化が問題となる。また、給気ダクトからも無駄な熱が放散され、エネルギー効率が悪い問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、配管設備の簡素化が可能であり、エネルギー効率の向上が図られた乾燥装置を提供することを目的とする。

乾燥装置は、炉内に収容されるワークを熱風加熱もしくは輻射加熱によって乾燥させるものである。本発明では、このような乾燥装置において、炉体、給気ダクト、給気用給送ダクトおよび第１送風機を備える。炉体は処理室と送気室とに区画されている。給気ダクトは炉体を貫通して送気室に配設される。給気用給送ダクトは給気ダクトに連結され、処理室に排気口が開口する。第１送風機は給気ダクトを流通するエアの一部を、給気用給送ダクトに給送するものである。

この構成によると、炉体の内部が処理室と送気室とに区画され、送気室の内部に給気ダクトが炉体を貫くように配管される。したがって、給気ダクトを乾燥装置の炉体外部に配管する必要がないため、配管設備の簡素化が実現される。また、断熱材で覆われた炉体の内部に給気ダクトが配置されるため、給気ダクトからの熱の放散が抑制され、エネルギー効率を向上させることが出来る。

処理室と送気室とを区画する隔壁に通気孔が設けられる場合、本発明の乾燥装置は、排気ダクト、排気用給送ダクトおよび第２送風機をさらに備える。排気ダクトは炉体を貫通して送気室に配管される。排気用給送ダクトは送気室に吸気口が開口し、排気ダクトに連結される。第２送風機は処理室から通気孔を介して送気室に排出されるエアを、排気用給送ダクトを通って排気ダクトを給送するものである。

この構成によると、送気室の内部に排気ダクトが炉体を貫くように配管される。したがって、排気ダクトを乾燥装置の炉体外部に配管する必要がないため、配管設備の簡素化が実現される。

通気孔の開口面積を調整する風量調整板を隔壁にスライド自在に配設しても良い。この構成によると、風量調整板をずらすことで通気孔の開口面積を調整し、通気孔を通過するエアの風量を調整することが可能である。

また、本発明の搬送装置は、処理室に配設される、搬送ローラおよび熱風ノズルを有する。搬送ローラは長尺シート状のワークを搬送する。熱風ノズルは、搬送ローラの直上に配設され、ワークに向けて熱風を吹き出す。

具体的には、搬送ローラの上方に、搬送ローラの軸方向一端側を基点として他端側が跳ね上げ可能な熱風ボックスを配設し、熱風ボックスに複数の熱風ノズルを設ける。これによると、ある程度の大きさがあって持ちやすい熱風ボックスを跳ね上げることで、複数の熱風ノズルを搬送ローラから容易に退避させることが可能となる。

本発明によると、配管設備の簡素化が可能であり、エネルギー効率の向上が図られた乾燥装置を提供することが出来る。

この発明の一実施形態に係る乾燥装置の概略構成を示す側断面図である。図１における矢視II - II線断面図である。上記乾燥装置に配管される各種ダクトの配置関係を説明する斜視図である。通気孔の開口面積調整機構を示す斜視図である。図２における処理室の拡大図である。この発明の乾燥装置の使用形態の一例を示す図である。

以下に、この発明の実施の形態に係る乾燥装置の構成を図１〜図５を参照して説明する。本実施の形態の乾燥装置１００は、連続したフィルム、箔などの長尺の薄いシート（以下、ワークと称する。）Ｗを、搬送ローラ１５０によって搬送しながらワークＷの表面を熱風ノズル１４２から吹き出す熱風によって乾燥させるものである。ワークＷの一例としては、リチウムイオン電池に用いられる電極シートが挙げられる。

図１、図２に示すように、本実施の形態の乾燥装置１００は、炉体１１０、給気ダクト１２１、第１給気用給送ダクト１２２，第２給気用給送ダクト１２３Ａ〜１２３Ｃ，第３給気用給送ダクト１２４，第４給気用給送ダクト１２５、排気ダクト１２６、排気用給送ダクト１２７、第１送風機１３０Ａ、第２送風機１３０Ｂ、ノズルユニット１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ、および複数（本実施の形態では６つ。）の搬送ローラ１５０を備える。

図２に示すように、炉体１１０の内部は、隔壁１０４，１０５によって上下に３つの部屋に区画されていて、上段が処理室１０１、中段が送気室１０２、下段が機械室１０３となっている。耐熱性を有する金属製の炉体１１０の内面には保温のため断熱材（不図示。）が施設される。

処理室１０１には、ノズルユニット１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ、第４給気用給送ダクト１２５、および搬送ローラ１５０が配設される。処理室１０１は開閉式の蓋１１１を備える。具体的には、図２に示すように、蓋１１１は炉体１１０の天面に取付けられたヒンジ１１６を中心に跳ね上げ（回動）可能であり、蓋１１１を跳ね上げることで、処理室１０１の側面を大きく開いて開放させる。

送気室１０２には、給気ダクト１２１、第１〜第４給気用給送ダクト１２２，１２３Ａ〜１２３Ｃ，１２４，１２５、排気ダクト１２６、および排気用給送ダクト１２７が配管される。

給気ダクト１２１および排気ダクト１２６は、図１に示すように、炉体１１０をワークＷの搬送方向（図１では左右方向。）貫通して配設される。給気ダクト１２１および排気ダクト１２６の断面形状は問わないが、一例として図２に示すように、扁平な長方形を採用することが出来る。このような形状によると、ダクトの高さ方向の寸法の増加を抑えて送気量を確保出来るため、配管スペースの省スペース化に寄与する。

給気ダクト１２１は炉体１１０の外部に設置される熱風供給装置３００に接続されている。熱風供給装置３００は、少なくとも加熱器５０、送風機６０およびダクト７０を備える。熱風供給装置３００は、加熱器５０により加熱されたエア（熱風）を、送風機６０によりダクト７０を通して給気ダクト１２１に送り込む。

排気ダクト１２６は炉体１１０の外部に設置される熱風排出装置４００に接続されている。熱風排出装置４００は、少なくとも送風機８０およびダクト９０を備える。熱風排出装置４００は、処理室１０１に供給された後、送気室１０２に排出された熱風を排気ダクト１２６を通って装置外部に排出させるものである。

給気ダクト１２１、第１〜第４給気用給送ダクト１２２，１２３Ａ〜１２３Ｃ，１２４，１２５は処理室１０１の下方に配置される。第４給気用給送ダクト１２５は、搬送ローラ１５０の軸方向（ワークＷの搬送方向に直交する方向。）一端側に配置され、処理室１０１の奥側面を構成している。

第１給気用給送ダクト１２２は、給気ダクト１２１と平行に、ワークＷの搬送方向に延びて水平に配設される。３つのダクトで構成される第２給気用給送ダクト１２３Ａ〜１２３Ｃは垂直に配設される。第２給気用給送ダクト１２３Ａ〜１２３Ｃの下流部は水平に向きを変えて拡開している。

第２給気用給送ダクト１２３Ａ〜１２３Ｃは、第１，第３給気用給送ダクト１２２，１２４の胴体部に接続される。第２給気用給送ダクト１２３Ａ〜１２３Ｃと第３給気用給送ダクト１２４との接続部には、熱風から塵埃を取り除くフィルタ１６０が設けられる。本実施の形態では、フィルタ１６０の一例としてＨＥＰＡフィルタを用いている。

第３給気用給送ダクト１２４は、高さ違いで設けられる第２給気用給送ダクト１２３Ａ〜１２３Ｃと第４給気用給送ダクト１２５との間を連結するダクトである。第３給気用給送ダクト１２４は、図３に示すように、給気ダクト１２１の内部に画成されており、省スペースに配管することが可能となっている。

第４給気用給送ダクト１２５は、図２に示すように、給気ダクト１２１の天面と共通である第３給気用給送ダクト１２４の天面に接続され、処理室１０１内に立設される。

第４給気用給送ダクト１２５は、第３給気用給送ダクト１２４よりも流路が狭められており、第３給気用給送ダクト１２４の天面からそびえ立つように設けられる。

給気ダクト１２１の側壁の一端部（図１では右端部。）には、排気口１２１１が開口している。排気口１２１１の形状は問わないが、一例として円形が採用される。第１給気用給送ダクト１２２の天面の一端部（図１では右端部。）には、吸気口１２２１が開口している。吸気口１２２１の形状は問わないが、一例として円形が採用される。排気口１２１１と吸気口１２２１との間には、フレキシブルダクト１２８が設けられ、フレキシブルダクト１２８を介して給気ダクト１２１と第１給気用給送ダクト１２２とが接続される。

第１給気用給送ダクト１２２の吸気口１２２１の下方に、第１送風機１３０Ａが設けられる。第１送風機１３０Ａの送風能力（風量）は、給気ダクト１２１を流通する熱風の一部を、フレキシブルダクト１２８を介して第１〜第４給気用給送ダクト１２２，１２３Ａ〜１２３Ｃ，１２４，１２５を通ってノズルユニット１４０Ａ〜１４０Ｃに送り込み、熱風ノズル１４２から吹き出すのに十分なだけの能力を備える。本実施の形態では、第１送風機１３０Ａの一例として遠心ファンを用いている。

排気ダクト１２６の胴体部には、水平に配置される排気用給送ダクト１２７が接続される。排気用給送ダクト１２７の天面一端部には、吸気口１２７１が開口している。吸気口１２７１の下方に、第２送風機１３０Ｂが設けられる。処理室１０１と送気室１０２とを区切る隔壁１０４には、図２、図５に示すように、スリット状の通気孔１０４１が開口している。

図５に示すように、通気孔１０４１と同一の面積で開口するスリット状の窓１０６１を有する風量調整板１０６を、通気孔１０４１に重ねて隔壁１０４にスライド自在に配設しても良い。この構成によると、風量調整板１０６をずらすことで通気孔１０４１の開口面積を調整し、通気孔１０４１を通過する熱風の風量を調整することが可能となる。

処理室１０１に供給された熱風は、やがて通気孔１０４１を通過して送気室１０２に排出され、第２送風機１３０Ｂの駆動によって吸気口１２７１から排気用給送ダクト１２７内に取りこまれ、排気ダクト１２６へと導入されて装置外部へ排出される。

図１に示すように、複数の搬送ローラ１５０は等間隔で水平に並んで配設される。図４に示すように、処理室１０１の底面である隔壁１０４に、ワークＷの搬送方向に直交する方向に対向するように、一対のフレーム板１１３Ａ，１１３Ｂが立設されている。各搬送ローラ１５０は、各々についての軸回りに回転自在となるようにこれらのフレーム板１１３Ａ，１１３Ｂに支持されている。

なお、図示を省略しているが、ワークＷは、炉体１１０の外部に配置された巻き取りローラおよび送り出しローラに巻付けられており、巻き取りローラを回転駆動することにより、ワークＷが送り出しローラから連続的に送り出されながら搬送ローラ１５０上を搬送される。

各ノズルユニット１４０Ａ〜１４０Ｃは２つの搬送ローラ１５０の上方に跨って配置される。ノズルユニット１４０Ａ〜１４０Ｃはそれぞれ、ワークＷの搬送方向の上流、中流、下流の位置に設けられる。図４に示すように、ノズルユニット１４０Ａ〜１４０Ｃは熱風ボックス１４１および熱風ノズル１４２を備える。

熱風ボックス１４１は、ワークＷの搬送方向に長い直方体形状を呈する。熱風ボックス１４１はその天面部で、処理室１０１の奥側面に取付けられたヒンジ１１５を用いて回動自在に設けられている。これにより、熱風ボックス１４１は、搬送ローラ１５０の軸方向一端側（図では左上。）を基点として他端側を跳ね上げ可能となる。また、熱風ボックス１４１を処理室１０１から着脱自在となる。

図４に示すように、熱風ボックス１４１には、搬送ローラ１５０の軸方向一端側面に第１筒口１４１３が突設されている。第１筒口１４１３の突出端には吸込口１４１１が開口している。第１筒口１４１３は、効率良く熱風ボックス１４１内に熱風を取り込めるように、熱風ボックス１４１の長手方向（ワークＷの搬送方向）に長い形状を呈している。

図４に示すように、第４給送用給送ダクト１２５には、第１筒口１４１３に対向する箇所に、第１筒口１４１３の突出端の吸込口１４１１よりも大きく開口した排気口１２５１が形成されている。排気口１２５１の全周には、排気口１２５１内に張り出すシート状のパッキン１２９が貼付されている。

第４給気用給送ダクト１２５から熱風ボックス１４１へ送風するために、第４給気用給送ダクト１２５の排気口１２５１と熱風ボックス１４１の吸込口１４１１とを気密に接続する必要があるが、この接続は図示のごとく突部１４１３の突出端がパッキン１２９に当接することで実現される。これにより、熱風ボックス１４１を跳ね上げるだけで、吸込口１４１１を排気口１２５から容易に分離することが可能となる。

パッキン１２９は、各種のゴムや樹脂により形成することが出来る。パッキン１２９の材質は、乾燥装置１００を使用する条件に応じた、パッキン１２９が晒される環境に対応させて選択される。特に、耐熱性に優れたフッ素ゴムやシリコーンゴム、フッ素樹脂により形成するのが好ましい。

なお、パッキン１２９は第１筒口１４１３の突出端が押し当たることで第４給気用給送ダクト１２５側へ若干の撓みが発生するが、第４給気用給送ダクト１２５から送り込まれる熱風により第４給気用給送ダクト１２５内が熱風ボックス１４１内に比べて陽圧となるので、撓みを打ち消す方向の力が作用し、乾燥装置１００の稼働時は接続部の気密性は維持される。

熱風ボックス１４１の下面には搬送ローラ１５０の軸方向に長い直方体形状を呈する第２筒口１４１２がワークＷの搬送方向に並んで２つ凸設されている。第２筒口１４１２は、搬送ローラ１５０の直上に位置している。

熱風ノズル１４２は、第２筒口１４１２に対応したサイズの略直方体形状を呈し、ワークＷの搬送方向に直交する面の下部は先細りのテーパが形成されている。熱風ノズル１４２は、図示しないボルトとナットを用いて、熱風ボックス１４１の第２筒口１４１２に取付けられる。

熱風ノズル１４２の天面には、吸込口１４２１が開口している。熱風ノズル１４２の下端（すなわちテーパ部の先端。）には、搬送ローラ１５０の軸方向に延びるスリット状の吐出口１４２２が形成される。熱風ノズル１４２は、熱風ボックス１４１内に導入された熱風を、吸込口１４２１から取り込み、吐出口１４２２からワークＷに向けて吹き出す。この熱風により、搬送ローラ１５０によって搬送されるワークＷを乾燥させることが出来る。

本発明の乾燥装置１００は、炉体１１０の内部が処理室１０１と送気室１０２とに区画され、送気室１０２の内部に給気ダクト１２１と排気ダクト１２６が炉体１１０を貫くように配管される。したがって、給気ダクトおよび排気ダクトを乾燥装置の炉体外部に配管する必要がないため、配管設備の簡素化が実現される。また、断熱材で覆われた炉体１１０の内部に給気ダクト１２１が配置されるため、給気ダクト１２１からの熱の放散が抑制され、エネルギー効率を向上させることが出来る。

また、基本炉体構成を共有化し、加熱部をユニット式（ノズルユニット１４０Ａ〜１４０Ｃ）で細分化しているため、ノズルユニットの交換や加熱方式の変更（熱風加熱方式と輻射加熱方式との間の変更）も容易に出来る。

図６に示すように、本実施の形態に係る乾燥装置は、その複数台を直列に連結して使用することが可能である。複数台の乾燥装置をワークＷの搬送方向に整列させ、隣接する２つの乾燥装置（同図では、乾燥装置１００Ａ，１００Ｂ）について、炉体１１０から突出する給気ダクト１２１および排気ダクト１２６の互いに向かいあう開放端同士を、例えばフレキシブルダクト２０１，２０２を用いて接続する。

これによって、複数台の乾燥装置について、装置配列方向に１本の給気ダクトおよび排気ダクトが連通される。

なお、上記の実施形態では、熱風加熱方式を採用した乾燥装置について説明したが、本発明は、輻射加熱方式を採用した乾燥装置にも適用可能である。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、この発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｗ…ワーク
１００，１００Ａ，１００Ｂ…乾燥装置
１０１…処理室
１０２…送気室
１０３…機械室
１０４，１０５…隔壁
１０４１…通気孔
１０６…風量調整板
１１０…炉体
１２１…給気ダクト
１２２…第１給気用給送ダクト
１２３Ａ〜１２３Ｃ…第２給気用給送ダクト
１２４…第３給気用給送ダクト
１２５…第４給気用給送ダクト
１２６…排気ダクト
１２７…排気用給送ダクト
１３０Ａ…第１送風機
１３０Ｂ…第２送風機
１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ…ノズルユニット
１４１…熱風ボックス
１４２…熱風ノズル
１５０…搬送ローラ
３００…熱風供給装置
４００…熱風排出装置

Claims

処理室と送気室とに区画された炉体であって、前記処理室及び前記送気室が上下にそれぞれ配置され、前記処理室では、ワークの搬送と、エアによる前記ワークの熱風加熱とが行われる炉体と、
前記送気室に配設されると共に前記ワークの搬送方向に延び、前記エアを給送する第１給気用給送ダクトと、
前記炉体内を上下に延び、前記第１給気用給送ダクトから前記処理室へ前記エアを給送する第２給気用給送ダクトと、
前記送気室に配設され、当該送気室内における前記第１給気用給送ダクト外の空気を前記炉体の外部へ排出する排気ダクトと、
を備え、
前記エアが、前記第１給気用給送ダクト及び前記第２給気用給送ダクトを経由して前記処理室に給送され、前記処理室における前記ワークの熱風加熱に利用された後、前記送気室内における前記第１給気用給送ダクト外の空間に導かれ、前記排気ダクトを通じて前記炉体の外部に排出される、乾燥装置。
前記第２給気用給送ダクトが、前記第１給気用給送ダクトに沿って複数配設されている、請求項１に記載の乾燥装置。
前記処理室には、前記第２給気用給送ダクトから前記エアが給送される熱風ボックスが、前記ワークの搬送方向において複数配設されており、
前記熱風ボックスの各々には、前記ワークと対向する面に、当該ワークに向けて前記エアを吹き出す複数の熱風ノズルが設けられている、請求項２に記載の乾燥装置。
前記複数の第２給気用給送ダクトは、前記複数の熱風ボックスのそれぞれに対応させて設けられている、請求項３に記載の乾燥装置。
前記複数の熱風ボックスは、前記熱風ノズルから前記ワークに向けて前記エアが下方に吹き出す様に配設されている、請求項３又は４に記載の乾燥装置。
前記第１給気用給送ダクトに前記エアを給送する第１送風機を更に備え、
前記第１送風機は、前記第１給気用給送ダクト内に前記エアの流れを発生させるべく、前記第１給気用給送ダクトの上流側の位置に設けられている、請求項１〜５の何れか１つに記載の乾燥装置。
当該送気室内における前記第１給気用給送ダクト外の空気を前記排気ダクトに送り込む第２送風機を更に備え、
前記第２送風機は、前記排気ダクトの上流側の位置に設けられている、請求項６に記載の乾燥装置。
前記炉体は、前記処理室と前記送気室と機械室とに区画されており、
前記第１送風機及び前記第２送風機の少なくとも一部が、前記機械室に配置されている、請求項７に記載の乾燥装置。
前記機械室が、前記送気室の下側に配置されている、請求項８に記載の乾燥装置。
前記炉体の外部であって前記ワークの搬送方向における上流側又は下流側の位置に、熱風を生成すると共にそれを前記エアとして前記炉体内に供給する熱風供給装置と、
前記排気ダクトに導かれた前記エアを前記炉体の外部に排出する熱風排出装置と、
を更に備え、
前記第１給気用給送ダクトには、前記熱風供給装置側が上流側となる様に前記エアが前記熱風供給装置から給送され、
前記排気ダクトは、前記ワークの搬送方向に延びており、前記熱風排出装置側が下流側となる様に前記エアを外部に排出する、請求項１〜９の何れか１つに記載の乾燥装置。
前記炉体には、前記処理室と前記送気室とを区切る隔壁が設けられており、
前記隔壁には、前記エアを通過させる通気孔が設けられると共に、当該通気孔の開口面積を調整する風量調整板が設けられている、請求項１〜１０の何れか１つに記載の乾燥装置。