JP7380514B2 - 塗装乾燥炉の脱臭処理装置および脱臭処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗装乾燥炉の脱臭処理技術に関する。

従来、自動車ボディやその関連部品などのワークに塗膜を形成する工程では、塗装後のワークが塗装乾燥炉で乾燥処理される。この塗装乾燥炉の炉内空間では、加熱された塗料から煙状のガスが発生する。このガスは、塗料が高温状態で気化した高温ガスであり、塗料に起因する揮発性有機化合物とヤニ成分を含むものである。このガスに含まれる揮発性有機化合物は、乾燥によって臭気を伴う性質を有する。また、このガスに含まれるヤニ成分は、低温状態になると凝縮して液化或いは固化する性質を有する。

この種の塗装乾燥炉では、臭気の要因になる高温ガスをそのまま屋外に排出することを避けるために、高温ガスの脱臭処理を行う技術が求められている。そこで、例えば、引用文献１の、揮発性有機化合物を処理する技術を採用することが考えられる。この技術は、揮発性有機化合物の吸着及び脱着を可能とする濃縮装置を使用して、濃縮装置で回収した揮発性有機化合物を燃焼させる処理を行うものである。

特開２００７－１７７７７９号公報

ところが、引用文献１の技術は、揮発性有機化合物を単に処理することを目的とするものであって、塗装乾燥炉で生じるガスのように、揮発性有機化合物に加えてヤニ成分を含む高温ガスを処理することを想定したものではない。とりわけ、高温ガスに含まれるヤニ成分は、揮発性有機化合物とは異なり冷やされると液化して堆積し易いため、濃縮装置でそのまま処理できないおそれがあり、引用文献１の技術を適用するのが難しい。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、塗装乾燥炉で生成される揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む高温ガスを脱臭処理するのに有効な技術を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、
塗装乾燥炉の炉内空間から揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む高温ガスを吸気する吸気部と、上記吸気部で吸気した上記高温ガスを旋回させながら冷却する旋回分離部と、上記旋回分離部で上記高温ガスからヤニ成分が分離された後の分離ガスを排気する排気部と、を有するサイクロン装置と、
上記サイクロン装置の上記排気部から排気された上記分離ガスを燃焼させる燃焼装置と、
を備え、
上記燃焼装置は、主燃料及び上記分離ガスの燃焼によってタービンを回転させて動力を得るガスタービンを有し、
上記サイクロン装置の上記旋回分離部は、電動式の冷却器を有し、
上記燃焼装置は、上記ガスタービンの動力で駆動される発電機を有し、上記発電機を上記冷却器の電源に使用するように構成されている、塗装乾燥炉の脱臭処理装置、
にある。

本発明の別態様は、
塗装乾燥炉の炉内空間から揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む高温ガスを吸気し、
吸気した上記高温ガスをサイクロン装置で旋回させながら冷却し、
上記高温ガスからヤニ成分が分離された後の分離ガスを上記サイクロン装置から排気し、
上記サイクロン装置から排気した上記分離ガスを燃焼装置で燃焼させ、
上記燃焼装置として、主燃料及び上記分離ガスの燃焼によってタービンを回転させて動力を得るガスタービンを用い、
上記ガスタービンの動力で駆動される発電機を用い、上記サイクロン装置で上記高温ガスを冷却する電動式の冷却器の電源に上記発電機を使用する、塗装乾燥炉の脱臭処理方法、
にある。

上記の脱臭処理装置及び脱臭処理方法において、塗装乾燥炉の炉内空間の高温ガスがサイクロン装置の吸気部から旋回分離部に吸気され、旋回分離部で旋回しながら冷却される。これにより、高温ガスからヤニ成分が分離された分離ガスが得られる。

ここで、分離ガスは、臭気を伴う揮発性有機化合物を主体としたものであり、サイクロン装置の排気部から排気されて燃焼装置で燃焼されることによって分解される。そして、分離ガスの分解によって臭気成分が除去される。これにより、揮発性有機化合物に加えてヤニ成分を含む高温ガスの脱臭処理が可能になる。

特に、高温ガスからヤニ成分を分離するのにサイクロン装置を用い、旋回分離部で高温ガスを旋回させながら冷却するため、旋回流付与によるガスの遠心分離効果と、ヤニ成分の冷却による凝縮分離効果と、の相乗効果によって、高温ガスから揮発性有機化合物を効率良く分離して回収することができる。

以上のごとく、上記の各態様によれば、塗装乾燥炉で生成される揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む高温ガスを脱臭処理するのに有効な技術を提供することができる。

実施形態１にかかる塗装乾燥設備の模式図。 実施形態１の脱臭処理装置を構成するサイクロン装置の側面図。 図２のIII-III線矢視断面図。 図２中のサイクロン容器で高温ガスからヤニ成分が分離される様子を示す斜視図。 図４のV-V線矢視断面図。 実施形態２にかかる塗装乾燥設備の模式図。

上述の態様の好ましい実施形態について以下に説明する。

上記の脱臭処理装置において、上記燃焼装置は、主燃料及び上記分離ガスの燃焼によってタービンを回転させて動力を得るガスタービンを有するのが好ましい。

この脱臭処理装置によれば、別の動力源としても使用されるガスタービンを利用して分離ガスを燃焼させるため、脱臭処理のみに特化した専用の高価な設備を使用する場合に比べて設備コストを低く抑えることができる。また、サイクロン装置で冷却された状態の分離ガスをガスタービンに供給できるため、ガスタービンの給気温度が上がるのを抑制することができる。このため、分離ガスの燃焼時における膨張量が大きくなりタービン効率を高めることができる。それに加えて、ガスタービンにおいて分離ガスを主燃料に対する副燃料として燃料の一部を賄うことができ、主燃料の使用量を削減することができる。

上記の脱臭処理装置において、上記サイクロン装置の上記旋回分離部は、電動式の冷却器を有し、上記燃焼装置は、上記ガスタービンの動力で駆動される発電機を有し、上記発電機を上記冷却器の電源に使用するように構成されているのが好ましい。

この脱臭処理装置によれば、ガスタービンの動力で駆動される発電機を、サイクロン装置で用いる冷却器の電源に使用することで、装置で必要になる売電量を削減することができる。

上記の脱臭処理装置は、上記塗装乾燥炉の上記炉内空間に供給される加温用ガスを上記燃焼装置における上記分離ガスの燃焼で生成した燃焼ガスとの間での熱交換によって加熱する熱交換器を備えるのが好ましい。

この脱臭処理装置によれば、分離ガスの燃焼で生成した高温の燃焼ガスを塗装乾燥炉の炉内空間に供給される加温用ガスの加熱媒体とすることで、加温用ガスを生成するのに使用する燃料の消費量を削減することができる。

上記の脱臭処理方法において、上記燃焼装置として、主燃料及び上記分離ガスの燃焼によってタービンを回転させて動力を得るガスタービンを用いるのが好ましい。

この脱臭処理方法によれば、燃焼装置としてガスタービンを用いることで、設備コストを低く抑えることができ、タービン効率を高めることができ、またガスタービンにおける主燃料の使用量を削減することができる。

上記の脱臭処理方法において、上記ガスタービンの動力で駆動される発電機を用い、上記サイクロン装置で上記高温ガスを冷却する電動式の冷却器の電源に上記発電機を使用するのが好ましい。

この脱臭処理方法によれば、ガスタービンの動力で駆動される発電機を、サイクロン装置で用いる冷却器の電源に使用することで、売電量を削減することができる。

上記の脱臭処理方法において、上記塗装乾燥炉の上記炉内空間に供給する加温用ガスを上記燃焼装置で生成した燃焼ガスとの間での熱交換によって加熱するのが好ましい。

この脱臭処理方法によれば、分離ガスの燃焼で生成した高温の燃焼ガスを塗装乾燥炉の炉内空間に供給される加温用ガスの加熱媒体とすることで、加温用ガスを生成するのに使用する燃料の消費量を削減することができる。

以下、塗装乾燥炉に取付けられる脱臭処理装置と、脱臭処理装置を用いて行う脱臭処理方法の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

この実施形態を説明するための図面において、特にことわらない限り、サイクロン装置の設置状態において、水平方向を矢印Ｘで示し垂直方向を矢印Ｙで示し周方向を矢印Ｚで示すものとする。

（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１にかかる塗装乾燥設備１は、塗装後の自動車ボディであるワークＷを乾燥する塗装乾燥炉（以下、単に「乾燥炉」という。）２と、乾燥炉２に取付けられる、塗装乾燥炉の脱臭処理装置（以下、単に「脱臭処理装置」という。）１０と、を備えている。

塗装乾燥炉２は、典型的には、炉内空間３の温度が１２０～１７０℃程度の高温状態で運転される。このため、炉内空間３では、塗料に起因する高温ガスＧａが発生する。この高温ガスＧａは、炉内空間３でガス化した煙状のものであり、揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む。

塗装乾燥炉２には、加温装置４及び脱臭処理装置１０が取り付けられている。

加温装置４は、燃料である液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」という。）を外気とともに燃焼させる燃焼バーナー５と、燃焼バーナー５と乾燥炉２の炉内空間３とを連通するガス流通経路６上に設けられた吸気ファン６ａと、を有する。また、燃焼バーナー５には、乾燥炉２の炉内空間３から、高温ガスＧａの一部がガス流通経路７ａを通じて供給されるようになっている。

この加温装置４によれば、燃焼バーナー５で生成した加温用ガスＧｄは、ガス流通経路６上に設けられた吸気ファン６ａで吸引されることにより乾燥炉２の炉内空間３に供給される。これにより、乾燥炉２の炉内空間３が加温用ガスＧｄで加温されるようになっている。

実施形態１の脱臭処理装置１０は、サイクロン装置２０と燃焼装置３０を備えている。

サイクロン装置２０は、吸気部２１と、旋回分離部２３と、排気部２２と、を有する。

吸気部２１は、塗装乾燥炉２の炉内空間３からガス流通経路７を通じて高温ガスＧａを旋回分離部２３に吸気するための部位である。

旋回分離部２３は、吸気部２１で吸気した高温ガスＧａを旋回させながら冷却する機能を有する。この機能を得るために、旋回分離部２３には電動式の冷凍機２８が設けられている。この冷凍機２８により、旋回分離部２３の温度が例えば８０～１００℃を下回るように冷却される。

排気部２２は、旋回分離部２３から分離ガスＧｂを排気するための部位である。この排気部２２には、燃焼装置３０に連通するガス流通経路８が接続されており、ガス流通経路８上に吸気ファン８ａが設けられている。

吸気ファン８ａは、その吸引作用によって、サイクロン装置２０の吸気部２１から排気部２２に向かう気流を発生させる送風装置である。このとき、この吸気ファン８ａは、塗装乾燥炉２の炉内空間３から吸気部２１に向かう高温ガスＧａのガス流れを形成させる機能と、排気部２２から燃焼装置３０に向かう分離ガスＧｂのガス流れを形成させる機能と、を兼務するように構成されている。

ここで、高温ガスＧａ中の揮発性有機化合物は、典型的には、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドを主成分とするものである。この揮発性有機化合物は、一般的に「ＶＯＣガス」とも称呼される。

一方で、高温ガスＧａ中のヤニ成分は、塗料に含まれている硬化剤（イソシアネート）やブロック剤（アルコール類、オキシム類）が酸化・重合することによって形成されたものである。このヤニ成分は、高温状態で気化してヒューム状物質となる一方で、低温状態になると凝縮して液化或いは固化する特性を有する。

分離ガスＧｂは、旋回分離部２３で高温ガスＧａからヤニ成分が分離された後のガスであり、高温ガスＧａに含まれていた揮発性有機化合物を主体とするものである。この分離ガスＧｂは、その温度が冷却前の高温ガスＧａの温度を下回る。

燃焼装置３０は、サイクロン装置２０の排気部２２から排気された分離ガスＧｂを燃焼させるためのものである。この燃焼装置３０は、ガスタービン３１及び発電機３５を有するガスタービン発電システムを構成している。

ガスタービン３１は、分離ガスＧｂを圧縮して効率を高める圧縮機３２と、圧縮機３２で圧縮した分離ガスＧｂに主燃料であるＬＮＧを噴射して燃焼させる燃焼器３３と、燃焼器３３で生成した燃焼ガスＧｃのガス圧によって回転するタービン３４と、を有する。

燃焼器３３は、その燃焼温度が分離ガスＧｂの分解に有効な温度となるように制御される。例えば、燃焼温度が１０００℃程度となるように燃焼器３３が制御される。この燃焼器３３では、可燃成分を含む分離ガスＧｂは、ＬＮＧを主燃料としたときの副燃料となる。

燃焼器３３では、分離ガスＧｂが燃焼されて臭気成分である揮発性有機化合物が分解される。そして、分離ガスＧｂの燃焼によって燃焼ガスＧｃが生成される。この燃焼ガスＧｃは、５００℃程度の高温ガスであり、典型的には、水と二酸化炭素を主成分とするものである。燃焼ガスＧｃは、揮発性有機化合物のように臭気成分を含むものではなく、燃焼器３３からタービン３４を経てガス流通経路９を通じて屋外排気される。

上述のように、乾燥炉２の運転で生じる高温ガスＧａの脱臭処理は、サイクロン装置２０で回収された分離ガスＧｂ（揮発性有機化合物）を燃焼させて分解することによって可能になる。このため、この脱臭処理は、臭気成分である揮発性有機化合物の燃焼・分解処理であって、揮発性有機化合物自体を吸着除去する処理とは根本的に異なる。

上記のガスタービン３１によれば、燃焼器３３で分離ガスＧｂを燃焼させることができるとともに、タービン３４を回転させて動力を得ることができる。タービン３４の回転によって得られる動力は、一部が圧縮機３２の駆動に利用され、残りが別機器の駆動に利用される。このように、ガスタービン３１は、分離ガスＧｂの燃焼のみを行う専用の燃焼装置ではなく、動力を出力することができる兼用の装置として構成されている。

発電機３５は、ガスタービン３１のタービン３４から得られた動力で駆動されて発電を行うものである。この発電機３５は、サイクロン装置２０の冷凍機２９に給電可能に接続されており、冷凍機２９の電源に使用されるようになっている。同様に、この発電機３５は、吸気ファン６ａ，８ａのそれぞれに給電可能に接続されており、吸気ファン６ａ，８ａのそれぞれの電源としても使用されるようになっている。

次に、図２及び図３を参照しながら、サイクロン装置２０の具体的な構造について説明する。

図２に示されるように、サイクロン装置２０の旋回分離部２３は、サイクロン容器２４を備えている。

サイクロン容器２４は、自らの回転を伴わない固定式の円筒状容器であり、主に金属材料からなる。サイクロン容器２４は、垂直方向Ｙを筒軸Ｌが延びる筒軸方向として配置されている。このサイクロン容器２４の筒内空間である旋回処理空間２５は、配管形状を有する吸気部２１と、配管形状を有する排気部２２と、のそれぞれに連通している。

このとき、吸気部２１は、水平方向Ｘに沿って延びており、旋回処理空間２５に連通するようにサイクロン容器２４の側壁部に接続されている。排気部２２は、筒軸Ｌ上を垂直方向Ｙに延びており、旋回処理空間２５に連通するようにサイクロン容器２４の上壁部に接続されている。

サイクロン容器２４は、吸気部２１が接続された大径筒部２４ａと、大径筒部２４ａよりも筒径が小さい小径筒部２４ｄと、大径筒部２４ａから小径筒部２４ｄに向けて内径が漸減するテーパー形状の円錐筒部２４ｂと、を有する。

サイクロン容器２４の内壁面２４ｃは、高温ガスＧａを冷却するための冷却面として構成されている。このため、サイクロン容器２４の内壁面２４ｃは、熱伝導性の高い材料によって構成されるのが好ましく、また必要に応じてこの内壁面２４ｃに熱伝導性の高いコーティング層を設けることもできる。

サイクロン容器２４は、小径筒部２４ｄが最低所に配置されるように構成されている。そして、この小径筒部２４ｄに設けられたヤニ排出口２４ｅがヤニ受け容器２６に連通している。このため、サイクロン容器２４の旋回処理空間２５で旋回しながら内壁面２４ｃで冷却されたヤニ成分は、液化してヤニとして内壁面２４ｃに付着してその自重により小径筒部２２ｃまで流下する。そして、ヤニは小径筒部２２ｃのヤニ排出口２４ｅを通じてヤニ受け容器２６に回収されるようになっている。

サイクロン容器２４の外周には円筒状の冷却容器２７が設けられている。冷却容器２７は水平方向Ｘについての断面形状が円環状であり、筒軸Ｌを中心としてサイクロン容器２４の筒壁と同心円状の筒壁を有する（図３を参照）。

サイクロン容器２４の外周面と冷却容器２７の内周面とで区画される環状の空間は、冷媒としての冷却水Ｃを滞留させるための冷媒滞留空間２７ａとなっている。このため、サイクロン容器２４は、冷媒滞留空間２７ａに滞留する冷却水Ｃとの間の熱移動を利用して冷却される。

冷媒滞留空間２７ａは、冷媒流出管２７ｂを介して冷凍機２８の冷媒流入側に接続されており、且つ冷媒流入管２７ｃを介して冷凍機２８の冷媒流出側に接続されている。冷凍機２８で冷却された冷却水Ｃは、冷媒流入管２７ｃを通じて冷媒滞留空間２７ａに連続的に流入する。また、冷媒滞留空間２７ａで温められた冷却水Ｃは、冷媒流出管２７ｂを通じて冷凍機２８に連続的に回収される。これにより、冷媒滞留空間２７ａと冷凍機２８との間で冷却水Ｃを循環させることができる。

なお、冷媒滞留空間２７ａに滞留させる冷却媒体の種類は特に限定されるものではなく、冷却水Ｃを、必要に応じてフッ化炭素系冷媒、のフロン系冷媒、アルコール系冷媒、ケトン系冷媒等の冷媒に変更することもできる。

次に、上記構成の脱臭処理装置１０を使用した脱臭処理方法、即ち、実施形態２の脱臭処理方法について、図１、図２、図４、図５を参照しながら説明する。

図１に示されるように、乾燥炉２の使用に際して、加温装置４の燃焼バーナー５及び吸気ファン６ａを運転する。燃焼バーナー５でＬＮＧの燃焼により生成した加温用ガスＧｄを吸気ファン６ａで吸引してガス流通経路６を通じて乾燥炉２の炉内空間３に供給する。これにより、乾燥炉２の炉内空間３を所定温度まで加温してワークＷの乾燥を行うことができる。

図４に示されるように、乾燥炉２について脱臭処理を行うとき、脱臭処理装置１０の吸気ファン８ａを運転する。この吸気ファン８ａの吸引作用によって、サイクロン容器２４の旋回処理空間２５に吸気部２１から排気部２２に向かう気流が発生する。これにより、塗装乾燥炉２の炉内空間３から揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む高温ガスＧａを、吸気部２１を通じてサイクロン容器２４の旋回処理空間２５に吸気することができる。

このとき、高温ガスＧａは、旋回処理空間２５をサイクロン容器２４の周方向Ｚに沿って旋回する。より具体的に説明すると、高温ガスＧａは、サイクロン容器２４の内壁面２４ｃに沿って旋回流Ｓａを形成し、流速を高めながら円錐筒部２４ｂを大径筒部２４ａ側から小径筒部２４ｄ側へと流れる。

図２に示されるように、冷凍機２８を運転して、冷媒滞留空間２７ａと冷凍機２８との間で冷却水Ｃが循環させることによって、吸気した高温ガスＧａを旋回処理空間２５で旋回させながら冷却することができる。このとき、サイクロン容器２４の内壁面２４ｃは、冷却容器２７の冷媒滞留空間２７ａに滞留した冷却水Ｃによって冷やされた冷却面となっている。このため、高温ガスＧａが旋回時に内壁面２４ｃに接触して冷却され、この高温ガスＧａに含まれているヤニ成分が凝縮して液化する。そして、この高温ガスＧａは、比重差によって液化したヤニと分離ガスＧｂとに遠心分離される。

図４及び図５に示されるように、ヤニＮは、旋回流Ｓａによる遠心力Ｆを受けて内壁面２４ｃに押し付けられて付着する。特に、大径筒部２４ａから小径筒部２４ｄに向かうにつれて旋回径が小さくなるため、ヤニＮに作用する遠心力Ｆが強まる。このため、小径筒部２４ｄに向かうにしたがってヤニＮが内壁面２４ｃに付着し易くなる。そして、内壁面２４ｃに付着したり旋回処理空間２５を下降したりしたヤニＮは、重力にしたがって小径筒部２４ｄのヤニ排出口２４ｅから排出されてヤニ受け容器２６に回収される。

サイクロン容器２４の旋回処理空間２５における高温ガスＧａの流速は、旋回流Ｓａの中心付近の領域の方がその周りの領域よりも小さい。このため、この領域においては吸気ファン８ａによる吸引力の影響を受け易い。従って、高温ガスＧｂから遠心分離された後の分離ガスＧｂは、ヤニＮに比べて比重が小さいため、旋回流Ｓａの中心付近の領域を排気部２２に向けて直線的に流れる直進流Ｓｂを形成する。

吸気ファン８ａの運転によって、高温ガスＧａからヤニ成分が分離された後の分離ガスＧｂをサイクロン容器２４の旋回処理空間２５から排気部２２を通じて排気する。この分離ガスＧｂは、吸気ファン８ａの吸引力によってガス流通経路８を通じて燃焼装置３０に供給される（図１を参照）。

燃焼装置３０では、分離ガスＧｂの燃焼にガスタービン３１を用いる。ガスタービン３１の運転によって、サイクロン装置２０から排気した分離ガスＧｂを燃焼器３３で燃焼させて分解することができる。

なお、冷凍機２８及び吸気ファン６ａ，８ａを運転するのに発電機３５を用いる。発電機３５の運転による発電によって、冷凍機２８及び吸気ファン６ａ，８ａに電気が供給されるため、それら各機器の電源に発電機３５を使用することができる。

本実施形態１の脱臭処理装置１０は、ガスタービン３１及び発電機３５を備えることによって、コージェネレーションシステムを構成している。

上述の実施形態１によれば、以下のような作用効果が得られる。

実施形態１において、塗装乾燥炉２の炉内空間３の高温ガスＧａがサイクロン装置２０の吸気部２１から旋回分離部２３に吸気され、旋回分離部２３で旋回しながら冷却される。これにより、高温ガスＧａからヤニ成分が分離された分離ガスＧｂが得られる。

ここで、分離ガスＧｂは、臭気を伴う揮発性有機化合物を主体としたものであり、サイクロン装置２０の排気部２２から排気されて燃焼装置３０で燃焼されることによって分解される。そして、分離ガスＧｂの分解によって臭気成分が除去される。これにより、揮発性有機化合物に加えてヤニ成分を含む高温ガスＧａの脱臭処理が可能になる。

特に、高温ガスＧａからヤニ成分を分離するのにサイクロン装置２０を用い、旋回分離部２３で高温ガスＧａを旋回させながら冷却するため、旋回流付与によるガスの遠心分離効果と、ヤニ成分の冷却による凝縮分離効果と、の相乗効果によって、高温ガスＧａから揮発性有機化合物を効率良く分離して回収することができる。

従って、実施形態１によれば、塗装乾燥炉２で生成される揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む高温ガスＧａを脱臭処理するのに有効な技術を提供することができる。

実施形態１によれば、別の動力源としても使用されるガスタービン３１を利用して分離ガスＧｂを燃焼させるため、脱臭処理のみに特化した専用の高価な設備を使用する場合に比べて設備コストを低く抑えることができる。

また、サイクロン装置２０で冷却された状態の分離ガスＧｂをガスタービン３１に供給できるため、ガスタービン３１の給気温度が上がるのを抑制することができる。このため、分離ガスＧｂの燃焼時における膨張量が大きくなりタービン効率を高めることができる。

それに加えて、ガスタービン３１において分離ガスＧｂを主燃料であるＬＮＧに対する副燃料として燃料の一部を賄うことができ、ＬＮＧの使用量を削減することができる。

実施形態１によれば、ガスタービン３１の動力で駆動される発電機３５を、サイクロン装置２０で用いる冷凍機２８及び吸気ファン６ａ，８ａの電源に使用することで、塗装乾燥設備１で必要になる売電量を削減することができる。

実施形態１によれば、分離ガスＧｂの燃焼で生成した高温の燃焼ガスＧｃを塗装乾燥炉２の炉内空間３に供給される加温用ガスＧｄの加熱媒体とすることで、加温用ガスＧｄを生成するのに燃焼バーナー５で使用するＬＮＧの消費量を削減することができる。

次に、上述の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。

（実施形態２）
図６に示されるように、実施形態２にかかる塗装乾燥設備１０１は、乾燥炉２に取付けられる脱臭処理装置１１０を備えている。

実施形態２の脱臭処理装置１１０は、実施形態１の脱臭処理装置１０に対して、サイクロン装置２０及び燃焼装置３０を備える点で一致し、それらの装置に加えて熱交換器４０を備える点で相違している。

熱交換器４０は、加温装置４で得られた加温用ガスＧｄを燃焼装置３０のガスタービン３１で生成した燃焼ガスＧｃとの間での熱交換によって加熱する機能を有する。この熱交換器４０として、ガス同士の間での熱交換に適した既知の構造のものを用いることができる。

熱交換器４０によれば、加温装置４の燃焼バーナー５で生成した加温用ガスＧｄは、加熱された状態で乾燥炉２の炉内空間３に供給される一方で、ガスタービン３１で生成した燃焼ガスＧｃは、冷却されたのちに屋外排気される。

実施形態２の脱臭処理方法では、加温装置４で生成した加温用ガスＧｄと、ガスタービン３１から排気された燃焼ガスＧｃと、のそれぞれを熱交換器４０に供給する。これにより、加温用ガスＧｄと燃焼ガスＧｃとの間で熱交換を行うことができる。

その他の構成や方法は、実施形態１と同様である。

実施形態２によれば、熱交換器４０で加温用ガスＧｄと燃焼ガスＧｃとの間で熱交換することによって廃熱回収を行うことができる。これにより、実施形態１の場合に比べて、塗装乾燥炉２の炉内空間３を加温するのに必要なエネルギーを削減することができる。

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変更が考えられる。例えば、各実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上述の実施形態では、大径筒部２４ａと、円錐筒部２４ｂと、小径筒部２４ｄと、を有するサイクロン容器２４を用いる場合について例示したが、このサイクロン容器２４の構造はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に変更可能である。例えば、円錐筒部２４ｂに相当する部位のみを有する構造や、大径筒部２４ａ及び小径筒部２４ｄの少なくとも一方に相当する部位のみを有する構造などを採用することもできる。また、サイクロン容器２４は筒状であれば、その断面形状は、円形以外に、楕円形、三角形、四角形、多角形などであってもよい。

上述の実施形態では、サイクロン容器２４は筒軸Ｌが垂直方向Ｙに沿って延在した状態で配置される場合について例示したが、これに代えて、サイクロン容器２４を筒軸Ｌが垂直方向Ｙに対して任意の角度で傾斜した状態で配置することもできる。

上述の実施形態では、分離ガスＧｂを燃焼させる燃焼装置３０として、発電機３５を伴うガスタービン３１を使用する場合について例示したが、必要に応じて発電機３５を省略することもできる。また、ガスタービン３１に代えて、分離ガスＧｂを燃焼させて出力を得ることができる内燃機関を採用することもできる。

上述の実施形態では、発電機３５を冷凍機２８及び吸気ファン６ａ，８ａの電源に使用する場合について例示したが、必要に応じては、これらの機器に代えて或いは加えて、別の電動機器の電源に発電機３５を使用してもよい。

上述の実施形態では、自動車ボディを塗装後に乾燥する乾燥炉２に取付けられる脱臭処理装置１０，１１０について例示したが、脱臭処理装置１０，１１０の本質的な構造を、自動車ボディ以外の他の部品や、自動車以外の他の分野のワークを塗装後に乾燥する乾燥炉に適用することもできる。

２ 塗装乾燥炉
３ 炉内空間
１０，１１０ 塗装乾燥炉の脱臭処理装置（脱臭処理装置）
２０ サイクロン装置
２１ 吸気部
２２ 排気部
２３ 旋回分離部
２８ 冷凍機（電動式の冷却器）
３０ 燃焼装置
３１ ガスタービン
３４ タービン
３５ 発電機
４０ 熱交換器
Ｇａ 高温ガス
Ｇｂ 分離ガス
Ｇｃ 燃焼ガス
Ｇｄ 加温用ガス

Claims (4)

1. 塗装乾燥炉の炉内空間から揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む高温ガスを吸気する吸気部と、上記吸気部で吸気した上記高温ガスを旋回させながら冷却する旋回分離部と、上記旋回分離部で上記高温ガスからヤニ成分が分離された後の分離ガスを排気する排気部と、を有するサイクロン装置と、
   上記サイクロン装置の上記排気部から排気された上記分離ガスを燃焼させる燃焼装置と、
   を備え、
   上記燃焼装置は、主燃料及び上記分離ガスの燃焼によってタービンを回転させて動力を得るガスタービンを有し、
   上記サイクロン装置の上記旋回分離部は、電動式の冷却器を有し、
   上記燃焼装置は、上記ガスタービンの動力で駆動される発電機を有し、上記発電機を上記冷却器の電源に使用するように構成されている、塗装乾燥炉の脱臭処理装置。
2. 上記塗装乾燥炉の上記炉内空間に供給される加温用ガスを上記燃焼装置における上記分離ガスの燃焼で生成した燃焼ガスとの間での熱交換によって加熱する熱交換器を備える、請求項１に記載の、塗装乾燥炉の脱臭処理装置。
3. 塗装乾燥炉の炉内空間から揮発性有機化合物及びヤニ成分を含む高温ガスを吸気し、
   吸気した上記高温ガスをサイクロン装置で旋回させながら冷却し、
   上記高温ガスからヤニ成分が分離された後の分離ガスを上記サイクロン装置から排気し、
   上記サイクロン装置から排気した上記分離ガスを燃焼装置で燃焼させ、
   上記燃焼装置として、主燃料及び上記分離ガスの燃焼によってタービンを回転させて動力を得るガスタービンを用い、
   上記ガスタービンの動力で駆動される発電機を用い、上記サイクロン装置で上記高温ガスを冷却する電動式の冷却器の電源に上記発電機を使用する、塗装乾燥炉の脱臭処理方法。
4. 上記塗装乾燥炉の上記炉内空間に供給する加温用ガスを上記燃焼装置で生成した燃焼ガスとの間での熱交換によって加熱する、請求項３に記載の、塗装乾燥炉の脱臭処理方法。

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