JP6498012B2 - 乾燥機の送風ダクト - Google Patents

Description

本発明は、風の吹き付けによって乾燥を行う、印刷機や塗工装置等に付設される乾燥機の送風ダクトの構造に関する。

このような乾燥機では、異物の付着を防いで乾燥性能の向上を図るために、塵埃等を除去した清浄な空気を、大きな風量で安定供給する必要がある。

そのため、このような乾燥機には、空気を加熱する加熱装置等と共に、強力なブロワや高性能なフィルタが設置された送風ダクトが付設されており、ブロワで発生する大きな風量の空気をフィルタに通じることによって、清浄で大きな風量の空気を安定供給できるようにしている。

フィルタは、濾過面積が小さいと圧損が大きくなる。そのため、このような送風ダクトでは、フィルタの濾過面積を大きくするために、送風ダクトの途中に、流路面積を大きくさせる濾過ケースを設け、その濾過ケースの内部に、流路を仕切るような形でフィルタを設置している場合が多い。

ところが、この濾過ケースのように、流路面積を急に拡張させると、風量分布が不均一になるとともに乱流や偏流が発生する。その風量分布の不均一化や乱流等を抑制するため、板状の風向制御部材をダクトに設置することが行われている。

例えば、特許文献１には、空気調和装置のダクトが開示されており、ダクトの分岐点に、流線形状をした複数の配風板が所定の間隔で配設されている。

また、特許文献２には、送風ダクトが側面の片側に偏って配置されている換気装置が開示されており、換気装置内に設置されているフィルタに外気を拡散させて導くため、送風ダクトの空気出口前方に、複数の拡散板が配置されている。

実開平３−３１２５２号公報 特開２００４−６９１２５号公報

空気調和装置や換気装置などと比べると、乾燥機では極めて大きな風量が求められる。

しかも、送風ダクトを設置するスペースは、乾燥機周辺の狭い領域に限られていることに加え、圧損を抑制する観点からは、ブロワ以降の送風ダクトの長さは短い方が好ましいため、濾過ケースはブロワの近くに配置される場合が多い。

濾過ケースの近くにブロワがあると、ブロワで形成される強い風が乱れた状態で濾過ケースに流入するため、乾燥機の送風ダクトでは、空気調和装置では認められない問題が発生し得る。

その問題の１つが、風力によるフィルタの変形や破損である。フィルタに強力な風がぶつかるため、空気調和装置では問題にならないような風量分布の不均一や乱流等でも、フィルタの変形や破損が発生し得る。

図１に、従来の乾燥機の送風ダクトの一例を示す。この送風ダクト１００では、濾過ケース１０１が、上流配管１０２から徐々に流路面積が大きくなる拡大部１０１ａと、下流配管１０３に向かって徐々に流路面積が小さくなる縮小部１０１ｂとを有しており、これら拡大部１０１ａと縮小部１０１ｂとを前後に仕切るように、フィルタ１０５が濾過ケース１０１の内部に設置されている。

この送風ダクト１００の場合、上流配管１０２から拡大部１０１ａに流入する空気の多くは、フィルタ１０５の中央部に向かって流れるため、フィルタ１０５の中央部への風当たりが強くなる。そして、風量が大きくなるほど、中央部と周辺部との風量分布の不均一が拡大する。そのため、風量の大きいこの送風ダクト１００では、フィルタ１０５の中央部で目詰まりや変形、破損が極端に生じ易くなり、フィルタ１０５の交換が高頻度で必要になるおそれがある。

それに対し、特許文献１や特許文献２のように、上流ダクトの出口周辺に複数の風向制御部材を設置すれば風量分布の不均一の解消に役立つが、風量が大きいため、これら風向制御部材によって乱流や偏流が促進されてしまう。その結果、風切り音やフィルタへの風の横当たりが増えて、大きな騒音や振動を生じ易くなるうえに、反ってフィルタの変形や破損が増加するおそれがある。

しかも、強力な風圧に耐え得るように風向制御部材を組み付ける必要があるため、構造の複雑化や部材コストの上昇などを招き易い。

そこで本発明の目的は、狭いスペースに設置可能で、乾燥機に清浄な空気を大きな風量で安定供給できる送風ダクトを提供することにある。

本発明は、乾燥用の風を乾燥機に送る送風ダクトに関する。

前記送風ダクトは、空気の流れを発生させるブロワと、フィルタを内蔵し、前記ブロワと前記乾燥機との間の流路に設置される濾過ケースと、を備える。前記濾過ケースは、前記ブロワの側に開口する空気取入口と、前記空気取入口から流路面積が次第に拡がるように形成された拡大部と、前記拡大部に連なって、流路を仕切るように前記フィルタが組み付けられる濾過部と、一定の厚みを有するとともに厚み方向に多数の通風開口が開口し、前記拡大部に組み付けられる整流部材と、を有している。そして、空気の流れが前記フィルタの周辺部に向くように、前記整流部材によって前記空気取入口と前記フィルタとの間の空間が仕切られている。

フィルタの周辺部は、中央部に比べて強度が高く、中央部に比べて濾過面積が大きい。そのため、整流部材によって空気の流れをフィルタの周辺部に向かわせることで、強い風でもフィルタの変形や破損を抑制しながら適切に濾過できる。また、フィルタの中央部に空気の流れが向かわないようになるため、フィルタの耐久性が向上する。

ブロワとフィルタとの間が整流部材によって仕切られているため、フィルタに向かう空気は全て通風開口を通過する。従って、乱れた空気の流れは整流部材によって整流された状態でフィルタの周辺部に向かうので、強い空気の流れであってもフィルタに円滑に導入することができ、フィルタへの負荷を低減することができる。

具体的には、前記整流部材が、略く字状の横断面形状を有し、その外周部分が前記拡大部の内面に略直交するように組み付けられているようにするとよい。

そうすれば、整流部材を通過した空気は、拡大部の傾斜した内面に沿ってフィルタの周辺部に向かうので、強い空気の流れをフィルタに円滑に導入することができ、フィルタへの負荷を低減することができる。

また、整流部材の横断面形状がフィルタに向かって窄んだく字状になって、整流部材の中心側が空気取入口から離れるため、整流部材への風当たり分布の不均一を軽減できる。

より具体的には、前記拡大部は、前記空気取入口から次第に間隔が拡がるように傾斜した一対の傾斜面と、前記一対の傾斜面の両端に連なる互いに平行な一対の対向面と、を有し、前記整流部材が、矩形板形状をした二枚の部材を、前記傾斜面の各々に略直交するように組み付けて構成されているようにすることができる。

そうすれば、構造が簡素になって容易に製造できるようになるため、低コストで実現できる。

特に、前記整流部材の厚みをｔとし、前記通風開口の最大内径をΦとし、前記空気取入口の中心線に対する前記拡大部の傾斜角度をθとしたとき、式：ｔ＞Φ／ｔａｎθが成立するように構成するのが好ましい。

そうすれば、空気が通風開口を通過する際に、必ず整流部材に接触させることができるので、安定して空気の流れをフィルタの周辺部に向かわせることができ、安定して整流できる。

また、前記整流部材は、ハニカム構造体を用いて形成するとよい。

そうすれば、圧損を抑制できる優れた開口率と、強い風圧に耐え得る強度とを備えた整流部材を安価に実現できる。

更には、前記整流部材は、前記空気取入口の近傍に配置するとよい。

そうすれば、整流部材が小さくなり、整流部材の強度を向上させることができる。また、整流部材からフィルタの周辺部までの距離が長くなるので、整流効果が向上する。

本発明の送風ダクトによれば、狭いスペースに設置できるうえに、乾燥機に清浄な空気を大きな風量で安定して供給できるようになる。

従来の乾燥機の送風ダクトの一例を示す概略図である。 実施形態の塗工装置を示す概略図である。 図２における矢印Ｘ方向から見た要部を示す概略図である。 図２における矢印Ｙ方向から見た要部を示す概略図である。 濾過ケースの構成を示す概略斜視図である。 （ａ）は、濾過ケースの内部を示す概略縦断面図であり、（ｂ）は、濾過ケースの概略上面図である。 （ａ）は濾過ケースの要部を示す概略断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、整流部材の構成を説明する概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

図２に、本発明の送風ダクトを適用した塗工装置の一例を示す。なお、ここでいう送風ダクトは単なる管路ではなく、管路を構成している複数の機能部材を含む概念である。

この塗工装置１は、２枚のウエブＷ１，Ｗ２を連続的に搬送しながら、有機溶剤系の接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネート用の塗工装置（ドライラミネーター）である。第１巻出装置２、第２巻出装置３、巻取装置４、コーティング装置５、ラミネート装置６、乾燥機１０などで塗工装置１は構成されている。

第１巻出装置２は第１のウエブＷ１を巻き出す装置であり、第２巻出装置３は第２のウエブＷ２を巻き出す装置である。第１巻出装置２から巻き出される第１のウエブＷ１の貼着面に、コーティング装置５で接着剤が塗布される。接着剤が塗布された第１のウエブＷ１は、乾燥機１０に送られる。

乾燥機１０を通過することにより、第１のウエブＷ１が乾燥され、塗布された接着剤の溶剤が除去される。乾燥機１０を通過した第１のウエブＷ１と、第２巻出装置３から巻き出される第２のウエブＷ２とがラミネート装置６で張り合わされる。

張り合わされて一体化したウエブＷは巻取装置４によってロール状に巻き取られる。これら各装置２，３，４，５，６は同期して作動するように制御されており、塗工装置１は、高速で連続的に処理できるように構成されている。

乾燥機１０には、複数の横長な乾燥室１１が備えられていて、これらが互いに直列に連結されている。乾燥機１０は、床面から上方に離れて位置する横長な支持台１２の上に設置されており、この支持台１２の下側のスペースに、第１巻出装置２、第２巻出装置３、巻取装置４、コーティング装置５、ラミネート装置６が配置されている。

各乾燥室１１の両端部には、取入口及び取出口が開口しており、これら取入口及び取出口を通じて第１のウエブＷ１が各乾燥室１１を通過する。各乾燥室１１にはまた、図示はしないが、溶剤を除去して排気する排気装置も併設されている。

各乾燥室１１の内部には、複数のガイドローラが横並びに設置されている。第１のウエブＷ１は、貼着面を上に向けて、これらガイドローラの上に載せられた状態で搬送される。

各乾燥室１１の内部にはまた、第１のウエブＷ１を乾燥させるために、温風を吹き出す複数の温風吹出装置１３が設置されている。これら温風吹出装置１３に温風を送るため、図３及び図４に示すように、各乾燥室１１には送風ダクト１５が付設されている。

（送風ダクト）
各送風ダクト１５は、乾燥機１０の側方に突き出すような形で、支持台１２の側方に設けられた支持フレーム１６に設置されている。送風ダクト１５は、加熱装置２０、ブロワ３０、濾過ケース４０などで構成されている。

加熱装置２０は、熱交換器２１を主体に構成されている装置である。加熱装置２０には、新鮮な空気を取り込む給気配管２２が接続されている。

熱交換器２１には、図外のボイラー等を通じて蒸気や熱水等の媒体を循環供給する熱供給システム（図示せず）が付設されている。加熱装置２０に流入する空気は、熱交換器２１を流れる媒体と熱交換することによって加熱された後、加熱装置２０から流出する。

加熱装置２０にはまた、温調システム（図示せず）が付設されており、この温調システムにより、加熱装置２０で加熱される空気の温度は、温風吹出装置１３から吹き出される温風の温度に基づいて自動的に調節される。それにより、温風の温度は、５０℃〜１００℃の範囲で予め設定される所定の温度帯に維持される。

ブロワ３０は、加熱装置２０の下流側に近接配置されている。この送風ダクト１５では、加熱装置２０の流出口に、ブロワ３０の吸込口が、長尺の配管を介さず直接的に接続されている。この送風ダクト１５では、省スペース化を図るために、吸込口及び吐出口の向きが略直交する形式のブロワが用いられている。

ブロワ３０には、強力な風の流れを発生させるために高出力な機種が用いられている。その風量は、少なくとも５０ｍ^３／ｍｉｎ以上であり、通常は５０〜１００ｍ^３／ｍｉｎの範囲で仕様に応じて適宜設定される。

濾過ケース４０は、ブロワ３０と乾燥機１０との間の空気の流路に設置されている。具体的には、濾過ケース４０は、圧損の抑制と省スペース化を図るために、ブロワ３０と乾燥機１０の双方に近接して配置され、その空気の流路がブロワ３０の吹き出し方向に沿うように配置されている。

（濾過ケース）
図５及び図６に、濾過ケース４０の詳細を示す。濾過ケース４０は箱形の装置であり、濾過ケース４０は、ケース本体５０、空気取入口６０、空気取出口７０などで構成されている。ケース本体５０は、拡大部５１、濾過部５２、縮小部５３などで構成されていて、その内部に、フィルタ８０と整流部材９０が組み付けられている。

空気取入口６０は、濾過ケース４０に空気を取り入れる開口であり、ブロワ３０の吐出口の形状に対応した形状に形成されている。空気取入口６０は、長尺の配管を介さず、ブロワ３０の吐出口に直接的に接続されている。

拡大部５１は、空気取入口６０の側から流路面積が次第に拡大するように形成された部分である。拡大部５１は、一対の対向壁部５１ａ，５１ａ、一対の傾斜壁部５１ｂ，５１ｂ、端壁部５１ｃで構成されている。一対の対向壁部５１ａ，５１ａは、各々が台形形状に形成されていて、互いに左右に離れて平行した状態で対向している。

一対の傾斜壁部５１ｂ，５１ｂは、各々が矩形形状に形成されていて、両対向壁部５１ａ，５１ａの傾斜した各辺に連なってこれらの間に架設されている。拡大部５１の、対向壁部５１ａの上底側の開口は、端壁部５１ｃによって塞がれており、その対向壁部５１ａ，５１ａの間の中間部位に空気取入口６０が設けられている。

濾過部５２は、拡大部５１の、対向壁部５１ａの下底側の開口に連なる矩形枠状の部分である。濾過部５２の内部には、フィルタ８０が着脱可能に組み付けられる。濾過部５２の側面には、フィルタ８０の出し入れを行うために、取り外し可能なカバーで覆われたフィルタ取出口５２ａが設けられている。

フィルタ８０は、一般的なエアフィルタであり、仕様に応じて選択される。フィルタ８０は、矩形断面を有するフレーム８１と、そのフレーム８１内に隙間を隔てて横一列に配置された複数のセパレータ８２とを有している。各セパレータ８２は、アルミニウム板等からなり、その両端がフレーム８１に固定されている。これらセパレータ８２の間に塵埃を捕捉する濾材が挟み込まれている。

フィルタ８０は、各セパレータ８２の固定部位が上下に位置するように濾過部５２に配置される。フレーム８１は濾過部５２の内面に隙間無く組み付けられ、フィルタ８０によって空気の流路が仕切られるようになっている。

縮小部５３は、濾過部５２に連なって流路面積が次第に縮小するように形成された部分である。縮小部５３の末端部に、乾燥機１０に接続される空気取出口７０が設けられている。

（整流部材）
この濾過ケース４０では、矩形板形状をした二枚の部材（整流板９１）を用いて整流部材９０が構成されている。

各整流板９１は、一定の厚みを有しており、ハニカム構造体９１ａと、その周囲を囲む横長な枠９１ｂとを有している。ハニカム構造体９１ａは、六角柱形状に隙間無く仕切られた構造を有しており、各整流板９１には、厚み方向に貫通する多数の六角形の開口（通風開口９１ｃ）が、全面にわたって形成されている。

各整流板９１は、空気取入口６０とフィルタ８０との間の空間を仕切るように、拡大部５１に組み付けられており、側方から見て、略く字状の横断面形状となるように、空気取入口６０の近傍に配置されている。

具体的には、図７の（ａ）に示すように、各整流板９１は、対向壁部５１ａ及び傾斜壁部５１ｂの、端壁部５１ｃとの境界部分に配置されており、対向壁部５１ａ及び傾斜壁部５１ｂの外側から枠９１ｂをネジ９５（締結具）で締結することによって固定されている。

拡大部５１は、その内側に、空気取入口６０の側から次第に間隔が上下に拡がるように傾斜した一対の傾斜面９２，９２と、一対の傾斜面９２，９２の両端に連なる互いに平行な一対の対向面９３，９３とを有している。各整流板９１の枠９１ｂの３辺は、隙間が生じないように、これらの内面９３，９２，９３と略直交するように組み付けられている。

各整流板９１は、各傾斜面９２と略直交するように組み付けたことでその突端側がフィルタ８０の側に傾斜している。各整流板９１の突端側の一辺どうしが接することにより、整流部材９０は、フィルタ８０に向かって窄んだ、略く字状の横断面形状となっている。

各整流板９１の厚み及び通風開口９１ｃの最大内径は、傾斜面９２の傾斜角度を踏まえて設定されている。

具体的には、図７に示すように、整流板９１の厚みをｔとし、通風開口９１ｃの最大内径をΦとし、傾斜面９２の傾斜角度（空気取入口６０の中心線に対する角度）をθとしたとき、式：ｔ＞Φ／ｔａｎθが成立するように構成されている。

図６の（ａ）や（ｂ）に矢印で示すように、整流部材９０は、ブロワ３０から流入する強い空気の流れを上下に分散させて、その空気の流れをフィルタ８０の上下の周辺部に向かわせる。

フィルタ８０の上下の周辺部は、近くにフレーム８１があるため、中央部に比べて強度が高くなっている。各セパレータ８２の固定部位が上下に位置するようにフィルタ８０が配置されているため、フィルタ８０の上下の周辺部は、より強度が高くなっている。

しかも、周辺部に分散させることで中央部に集中する場合に比べて濾過面積が大きくなるため、整流部材９０により、フィルタ８０の周辺部に空気の流れを向かわせることで、強い風でもフィルタ８０の変形や破損を抑制しながら適切に濾過できる。

相対的に強度が弱いフィルタ８０の中央部には、空気の流れが向かわないようになっているため、フィルタ８０の耐久性を向上させることができる。

この場合、フィルタ８０の濾過面積のうち、フィルタ８０の周辺部を偏って利用することになるが、使用期間が長くなると、フィルタ８０の中央部よりも周辺部の方が先に目詰まりが発生して濾過抵抗が大きくなってくる。その結果、次第にフィルタ８０の中央部で濾過が行われるようになるため、フィルタ８０の濾過面積の全体を効率よく利用できる。

整流部材９０はまた、乱れた空気の流れを整流し、傾斜面９２に沿ってフィルタ８０の周辺部に向かわせる。

ブロワ３０とフィルタ８０との間の空気の流路が、通風開口９１ｃが全面にわたって形成されている整流部材９０によって仕切られているため、フィルタ８０に向かう空気は全て、これら通風開口９１ｃを通過する。各通風開口９１ｃは、傾斜面９２と同じ角度で傾斜しており、しかも、上述した式を満たすことにより、通風開口９１ｃを通過する際には、必ず整流部材９０に接触するように設定されている。

従って、整流部材９０を通過することで、乱れた空気の流れは整流され、傾斜面９２に沿ってフィルタ８０の周辺部に向かうので、強い空気の流れをフィルタ８０に円滑に導入することができ、フィルタ８０への負荷を低減することができる。

整流部材９０にハニカム構造体９１ａを用いたことで、圧損を抑制できる優れた開口率と、強い風圧に耐え得る強度とを備えた整流部材を安価に実現できる。

整流部材９０の横断面形状をフィルタ８０に向かって窄んだく字状にしたことで、空気取入口６０から整流部材９０までの距離が、流路の周辺側よりも中心側の方が大きくなっている。空気の勢いは周辺部よりも中心側の方が強いが、整流部材９０の中心側が下流側に離れているため、整流部材９０への風当たりの不均一を軽減できる。

流路断面を矩形にし、整流部材９０を二枚の整流板９１を組み合わせて構成したことで、容易に製造できるようになり、低コストで実現できる。整流板９１を濾過ケース４０の外側からネジ止めすることができ、ネジ止めするだけで整流板９１を濾過ケース４０に強固に固定できる。

整流部材９０を空気取入口６０の近傍に配置したことで、整流部材９０が小さくなり、整流部材９０の組み付け強度を向上させることができる。また、整流部材９０からフィルタ８０の周辺部までの距離が長くなるので、整流効果が向上する。

従って、この送風ダクト１５によれば、狭いスペースに設置できるうえに、乾燥機１０に清浄な空気を大きな風量で安定して供給できるようになる。

なお、本発明にかかる送風ダクトは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、大きな風量が必要な乾燥機であればよいため、塗工装置に限らず印刷装置等にも適用できる。乾燥用の風は温風でなくてもよいため、加熱装置は必須ではない。圧損の低下が発生するが、加熱装置はブロワの下流側に配置されていてもよい。濾過ケースは、流路断面形状が円形のものであってもよい。その場合、整流部材の形状は、円錐状や球面状にすることができる。

整流部材は、パンチング板等、一定の厚みを有する板材に複数の貫通孔を形成した部材や、格子状の部材であってもよい。整流部材は、空気取入口から離れた位置に配置してもよいが、フィルタ側に近づくほどフィルタの中央部へ空気が向かい易くなるため、拡大部のうち、空気取入口の側に偏った位置に配置するのが好ましい。

１０ 乾燥機
１５ 送風ダクト
２０ 加熱装置
３０ ブロワ
４０ 濾過ケース
５０ ケース本体
５１ 拡大部
５２ 濾過部
５３ 縮小部
６０ 空気取入口
７０ 空気取出口
８０ フィルタ
８１ フレーム
８２ セパレータ
９０ 整流部材
９１ 整流板
９１ａ ハニカム構造体
９１ｂ 枠
９１ｃ 通風開口
９２ 傾斜面
９３ 対向面

Claims (6)

1. 乾燥用の風を乾燥機に送る送風ダクトであって、
   少なくとも５０ｍ ^３ ／ｍｉｎ以上の風量で空気の流れを発生させるブロワと、
   フィルタを内蔵し、前記ブロワと前記乾燥機との間の流路に前記ブロワに近接して設置される濾過ケースと、
   を備え、
   前記濾過ケースは、
   前記ブロワの側に開口する空気取入口と、
   前記空気取入口から流路面積が次第に拡がるように形成された拡大部と、
   前記拡大部に連なって、流路を仕切るように前記フィルタが組み付けられる濾過部と、
   一定の厚みを有するとともに厚み方向に多数の通風開口が開口し、前記拡大部に組み付けられる整流部材と、
   を有し、
   空気の流れが前記フィルタの周辺部に向くように、前記整流部材によって前記空気取入口と前記フィルタとの間の空間が仕切られている送風ダクト。
2. 請求項１に記載の送風ダクトにおいて、
   前記整流部材が、略く字状の横断面形状を有し、その外周部分が、隙間を生じないようにして、前記拡大部の内面に略直交するように組み付けられている送風ダクト。
3. 請求項２に記載の送風ダクトにおいて、
   前記拡大部は、
   前記空気取入口から次第に間隔が拡がるように傾斜した一対の傾斜面と、
   前記一対の傾斜面の両端に連なる互いに平行な一対の対向面と、
   を有し、
   前記整流部材が、矩形板形状をした二枚の部材を、前記傾斜面の各々に略直交するように組み付けて構成されている送風ダクト。
4. 請求項２または請求項３に記載の送風ダクトにおいて、
   前記整流部材の厚みをｔとし、前記通風開口の最大内径をΦとし、前記空気取入口の中心線に対する前記拡大部の傾斜角度をθとしたとき、式：ｔ＞Φ／ｔａｎθが成立するように構成されている送風ダクト。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載の送風ダクトにおいて、
   前記整流部材が、ハニカム構造体を用いて形成されている送風ダクト。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載の送風ダクトにおいて、
   前記整流部材が、前記空気取入口の近傍に配置されている送風ダクト。

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