JPH07502102A - 塗装加熱乾燥炉の対流ゾーンにおける通気分配方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 塗装加熱乾燥炉の対流ゾーンにおける 通気分配方法およびその装置 発明の背景 産業上の利用分野 本発明は塗装乾燥炉に係り、特に、大きな乱流ゾーンを有する塗装乾燥炉内の対 流にそって空気を分配するための装置に関する。

従来の技術 例えば、自動車の車体等、製造業では種々物品に施された塗装、めっきを乾燥す るのに、塗装乾燥炉が広く使用されている。このような塗装乾燥炉は、コンベア やこれに類した装置を備えており、被塗装物はコンベアによって炉内に搬入され 、さらに炉内の各部に運ばれる。被塗装物であるワークが対流ゾーンにある間は 、加熱された空気がワークの表面に吹き付けられ、これにより、ワークの表面の 温度が均一にされる。このエアはまた塗装乾燥工程の間、ワークから出る溶剤や 樹脂を蒸発させるのに有用である。ワークが完全に乾燥されると、ワークは、塗 装加熱乾燥炉から搬出され、他の組み立て部品を取り付ける組み立て工程に搬出 される。

従来、塗装加熱乾燥炉の設計者は、塗装の最終的外観を向上されるために、塗装 加熱乾燥炉内の種々の区画における温度の不均一を防ぐことに取り組んでいる。

ことに、加熱炉の対流ゾーンのワークがある間、ワークの表面の温度を一定に保 持することに関心が集中している。

塗装乾燥効率を向上させるために、ワークの温度を一定に保つべく乱れ流れを有 する対流ゾーンで長さ方向に吸い込み作用を発生させ、空気を分配する技術につ いては知られていない。

これに加えて、塗装乾燥炉の対流ゾーンから排気されていない一部の空気を再加 熱し再循環する技術については知られていない。

発明の概要 したがって、本発明は外側天井と、フロアを有し、このフロアが二つの側壁によ って連結され、シールされた入り口端部と出口端部を有する空洞を形成するとと もに、乾燥されるワークがこの空洞内を入り口端部から出口端部に長さ方向に移 送される塗装加熱乾燥を提供する。空気取り込手段は、入り口端部と、出口端部 に設けられ、乾燥されるワークの移送方向と実質的に平行な経路にそって対流ゾ ーンにエアを導く。通気分配手段は、吸い込み作用を介して高度の乱流を有する 対流ゾーンにそって長さ方向に通気を導くためのものである。空気排気装置は、 あらかじめ定められた空洞の入り口端部と、出口端部の間から引き出され、溶剤 および／または樹脂を含む空気を排出することができる。

本発明の特徴は、排出されない一部の通気が対流ゾーンに再循環され、この再循 環は乾燥されるワークと平行なその移送方向に行われ、これによって、塗装乾燥 の効率を向上させるべく、加熱通気とワークの接触が保持される。

さらに、本発明は、対流ゾーン内における空気の動きを大きくし、これにより、 ワークの温度を一定に保ち、ワークの各部の加熱しすぎ、加熱の不十分な部分を 除去することができる。

これに加えて、対流ゾーンにおける長さ方向の空気の流れの乱れと組み合わせる ことによって、本発明は排気されない一部の通気を再加熱する手段を提供する。

本発明による実施態様によれば、再循環通気は、対流ゾーンを通気し、再加熱お よび対流ゾーンに吐出する前に、ヒートポンプタイプのブロアによってろ過され る。本発明の第２の実施態様によれば、暗輻射線パネルが塗装加熱乾燥炉の側壁 にそって配置され、乾燥炉内の熱移動によってもたらされる熱的損失を補償する ことができる。

図面の簡単な説明 本発明の目的および特徴は、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照すること によって、明白となるであろう。

図１は、本発明による加熱乾燥炉の断面図である。

図２は、図１の対流ゾーンの断面図である。

図３は、他の実施例による塗装加熱乾燥炉の対流ゾーンを示す断面図である。

図４は、図１の加熱乾燥炉の端部からみた横断面図である。

図５は、図１の加熱乾燥炉の端部からみた横断面図で、再循環空気を加熱する輻 射線パネルが示されている。

最良の実施例の詳細な説明 最も代表的な塗装加熱乾燥炉の形式としては、ラクダの背型、ストレート型、Ａ 型の３種類のものがある。本発明では、ラクダの背型の加熱乾燥炉について扱う が、当業者のとっては本発明を加熱乾燥炉の種々の形式に適用できる。したがっ て、以下の説明はラクダの背型の加熱乾燥炉に限定されるものではない。

図１乃至図５において、塗装加熱乾燥炉１０は、外側天井１２と、フロア１８を 含み、このフロア１８には側壁１４と側壁１６が連結されている。全体の外観が ラクダの背の形を呈する塗装加熱乾燥炉１０は、第１の端部、第２の端部の上に 位置するこぶの部分でつながった形の構造になっている。乾燥させるワークは、 コンベア２０に載せられて密閉された入口部６１から出口部６２に向は乾燥ゾー ンの長さ方向に平行な搬送路にそって移送される。この塗装加熱乾燥炉１０では 、種々のワークを乾燥することができるが、ここでは、符合２８で代表的なワー クの例とし自動車のワークを示すが、この塗装加熱乾燥炉１０では、このワーク ２８に限らず種々のワークについて適用することができる。

ワーク２８は、まず、コンベア２０に乗って人口部６１に設けられているシルエ ットを介して塗装加熱乾燥炉１０の中に搬入される。このワーク２８は、塗装加 熱乾燥炉１０の内部をコンベア２０とともに搬送され、最初に前処理ゾーン３０ に運び困れ、次いで、当該技術分野では、対流ゾーン３２と呼ばれる塗装加熱乾 燥炉１０内の一区画に運ばれる。

このうち、前処理ゾーン３０では、ワーク２８の表面には放射線が照射される。

この放射線は、ワーク２８の温度を上昇させるために照射されるもので、アウタ セル１２、フロア、側壁に沿って設けられている暗放射線パネルから照射される 。ワーク２８の表面温度を高くすることによって、塗装加熱乾燥炉１０内に搬入 する前には蒸発が不十分であった溶剤および／または樹脂の蒸発が促進され、こ れによって、ワーク２８に施されている塗料または仕上げコーティングが乾燥す る。通常、暗放射線パネルの表面温度は、１７５−３５０℃である。

こうして塗料やコーティング類の乾燥を行った後は、コンベア２０はワーク２０ を更に搬送し、塗装加熱乾燥炉１０の対流ゾーン３２に運び入れる。塗装加熱乾 燥炉１０のこの区画では、科学反応によってワーク２８は焼成される。

塗装加熱乾燥炉１０は、ラクダのこぶのような構造にデザインされ、こぶに相当 する対流ゾーン３２は、前処理ゾーン３０の上から少なくとも０．５ｍだけ高く 位置するようになっている。このように高さに段差が設けられているため、密封 部での熱的な状態が固定され空気が熱りせられた空気が抜は出ることおよび冷た い空気が入り込むリークを防止する上で効果的である。

代表的な実施例としては、対流ゾーンはゾーン３２とゾーン３２ａとの二つの部 分からなり、これらのゾーンは、塗装加熱乾燥炉１０内で連設されている。この 塗装加熱乾燥炉において、排気手段３１が対流ゾーン３２．３２ａとが連結する 位置に設けられている。空気は、連続的に両端側から中央部に向けて対流ゾーン ３２．３２ａに吹き込まれるので、前記排気手段３１からは溶剤や樹脂を含んだ 空気が排気され易いように構成されている。

図１、図２および図３は、対流ゾーン３２の構成が示されている。本発明によれ ば、対流ゾーン３２には側壁１４．１６から突出する隔壁２２が設けられている 。この隔壁２２は、鍛えられスチールからなり、対流ゾーン３２を上部区画２４ と下部区画２３とに区画する。

また、本発明によれば、空気供給手段が対流ゾーン３２に設けられており、この 空気供給手段によって、対流ゾーン３２に導入された空気が再び対流ゾーン３２ を循環することができる。空気が対流ゾーン３２を通流することによって、塗料 の焼成プロセスの過程に蒸発した溶剤や樹脂を流れる空気が取り除く。加熱乾燥 炉からは排気手段３１を介して外部から導入される新鮮な外気の体積とほぼ同量 の体積の空気が排気される。この排気された空気は、大気中に放出される前に、 焼却炉に送られ、ここで溶剤や樹脂を燃焼させる。

排気されずに対流ゾーン３２に残留した残りの空気は、対流ゾーン３２に戻され てワーク２８に向けて再循環される。

この再循環は、ヒートポンプタイプのブロワ５２が循環空気をろ過装置ｉ５０か ら吸込むことによってなされる。

循環空気はろ過された後、ダクト３４に吐出される。このダクト３４は、対流ゾ ーン３２において、両側壁１４．１６のベースにそって長さ方向に設けられてい る。ダクト３４は、対流ゾーン３２に向けてフロア１８の上に焼成工程の間ワー ク１８に向けて加熱空気が吹き付けられるように突き出て設けられる狭口の管部 材４ｏを備えている。

図１および図２の実施例によれば、チューブ３６．４６がそれぞれダクト３４の 両端部から上方に延び、このチューブ３６．４６は、高圧空間部とノズル４１を 有している。このノズルはパーティション２２の上側と下側で互いに反対方向に 向けてにおいて循環空気を導くためのものである。加熱された空気がノズル４１ から吹き出されると、その流速によって、対流ゾーンの空気全体（入口部から導 入される新鮮な空気を含む）を任意の方向に導くことができる。

第１のエンドチューブ３６は、はぼ加熱乾燥炉におけるラクダのこぶの部分のほ ぼ中央部に設けられ、下に向けて空気を吐出するための高圧部とノズル３８を先 端に備えている。このノズル３８は、循環空気をパーティション２２の下側で長 さ方向の流路にそってチューブ４６まで導くものである。第２のエンドチューブ ４６は、一対の高圧ノズル４７．４８をその先端に備え、このノズル４７．４８ によって循環空気をパーティション２２の上側に導く。空気に吸込みが作用し、 対流ゾーン３２内の空気が図１および図２にパーティション２２を境に反時計回 りに循環する。

図１および図２においてチューブ４０は、前記エンドチューブ３６．４６の間に ダクト３４にそって配設される。このチューブ４０は、一対のノズル４１．４２ を上端と下端に備えている。上側のノズル４１は、対流ゾーン３２のパーティシ ョン２２を境としする上側の区画に位置し、この区画を流れる空気へのエジエク タとしての機能を営む。一方、下側のノズル４２は、パーティション２２の下側 に区画に位置し、パーティション２２の上の区画の空気の流れ方向とは反対の方 向に下側の区画で空気が流れる通路の長さ方向に流れるように導くためのもので ある。

図３において、本発明による第２の実施例では、チューブ４６゛は上方にダクト ３４′の端部から４５度の角度で延びる。チューブ４６°は一対の高圧部ないし ノズル４７’　、４８’　を備えており、エジェクタエアを加熱炉の中心に向け て導く。高圧部４７°は空気をパーティション２２°の上側に導き、高圧部４８ ゛は空気をパーティション２２′の下側に導く。より中心に設けられたチューブ ４０゛は上方にダクト３４′の端部から４５度の角度で延びる。チューブ４０゛ は一対の高圧部ないしノズル４１’　、４２’　を備えており、エジェクタエア を加熱炉の中心に向けて導く。高圧部４１′はパーティション２２′の上側に延 び、高圧部４２′はチューブ４０゛からパーティション２２°の下側に延びる。

本発明によって改良された対流ゾーン３２を利用するために、対流ゾーン３２に は加熱された空気が、加熱乾燥炉１０両端の気密に設けられた入口部６１、出口 部６２から導入される（図１）。この外部から導入される加熱空気は、一般には すでに加熱乾燥炉１０内の空気の温度よりも高い温度のものが導入される。例え ば、十分にワーク２８を対流ゾーンで乾燥するためには加熱乾燥炉１０内の温度 として１５０℃以上が必要であれば、外部からの導入加熱空気の温度としては、 ２００℃乃至１２５０℃の温度が適当であり、これによって、ワーク２８に接触 することにより熱的損失およびワークの搬出入に伴って外気が加熱乾燥炉１０内 へ進入することによる熱的損失を補償することができる。

加熱された空気は、立ち上げゾーン３ｏの内部で水平に平衡温度レベルの上から 矢印２９で示すように比較的低い速度で導入される。０．１　（ｍ／ｓ）から１ ．５（ｍ／ｓ）の間を代表的な流速としてあげることができる。加熱乾燥炉１０ に導入される空気の隆々は、同時に対流ゾーン３２から排気装置３１を介して排 気される排気流量に直接的に秘計する。この排気流量のモニタリングおよび対流 ゾーン３２への導入空気の流量と排気流量の制御のためにはベンチエリ管を使用 することができる。

加熱された空気は、加熱乾燥炉１ｏ内の上部に上昇し、長さ方向に対流ゾーン３ ２おいてパーティション２２の上側の通路を通流し、ワーク２８の塗膜の乾燥工 程の過程で流れる空気とともにいっしょに蒸発した溶剤や樹脂が運ばれる。外部 から導入された加熱空気は、ノズル４１から吹き出されるエジェクタエアと混合 する。空気の出入りのバランスを保持するために、導入された空気量と実質的に 等しい流量の空気が排気装置３１を介して外部に導出され、排出された溶剤や樹 脂が燃焼される。

図２の実施例においては、ヒートポンプタイプのブロワ５２が、再循環する空気 を等級ＥＵ　７フイルタを備えたろ過装置５０を介して引き込むようになってい る。

この等級ＥＵ　７フイルタは、溶剤や樹脂加えてその他の不純物を吸収して濃縮 するので、これらの不純物等が、対流ゾーン３２内の空気の流れが顕著に制限さ れることなく、最初から効率良く排気することができる。

ろ過がされた再循環空気は、ブロワ５２を介してさらに引き込まれ、ワークのあ る流路を吹き抜ける。一般に、ヒートポンプ形式のブロワ５２は、天然ガス燃焼 形式の装置が用いられ、このブロワ５２は、比較的広い範囲で温度を変化できる ようになっており、ワーク２８に施される種々の塗装、仕上げに対応できるよう になっている。

再循環空気の通常の温度は、一般に１４０℃から２２０℃の間であるが、他の温 度でも効果を期待することができる。

ところで、図５に示した赤外線パネル５６は、ヒートポンプ５２とともに、ある にはまたヒートポンプ５２とともに、再循環空気を再加熱するために利用するこ とが可能である。この赤外線パネル５６は、加熱乾燥炉１０において、延長チュ ーブの間で側壁１４．１６に沿って配設される。そして、この延長チューブに曲 がれこむにつれて再循環空気が赤外線パネル５６によって加熱される。

それぞれのワーク２８は、一般に対流ゾーン３２の中を１０分から２０分の問お かれる。この滞留時間は、加熱乾燥工程に供されるワークの大きさおよび形状や 塗料の他のコーティングの種類、その塗膜の厚さ等に依存するものである。

以上、本発明について、好適な実施態様を挙げて説明したが、本発明はこの実施 態様に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲は、添付された請求の範囲 に記載に基づき定まるものである。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　６　年　２　月　２べ紅

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．外側天井と、二つの側壁によって相互に連結されフロアによって搬送される ワークが長さ方向に入り口側端部から出口側端部に向かって搬送される空洞を形 成し、少なくとも一つの対流ゾーンを有する塗装加熱乾燥炉において、 前記入り口側端部と、出口側端部に設けられ空気を前記少なくとも一つの対流ゾ ーンに向かって対流ゾーンで乾燥されるワークの搬送路に実質的に平行に導く空 気取り入れ手段と、 前記ワークに向けて少なくともーの前記対流ゾーンに沿って、長さ方向に乱流を 導く空気分配手段を具備することを特徴とする塗装加熱乾燥炉の対流ゾーンにお ける通気分配装置。
2. ２．前記通気分配手段は、前記側壁から長さ方向に延びるパーティションを含み 、このパーティションが少なくとも一つの対流ゾーンを上部区画と下部区画に区 分することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の塗装加熱乾燥炉の対流ゾーン における通気分配装置。
3. ３．前記通気分配手段は、前記上部区画において、第１の方向に乱流を導き、下 部区画では第２の方向に乱流を導くことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の 塗装加熱乾燥炉の対流ゾーンにおける通気分配装置。
4. ４．前記通気分配手段は、乾燥炉から延出する少なくとも一つのブロアを有し、 このブロアは前記少なくとも一つの対流ゾーンを流れる空気を取り込むとともに 、取り込んだ空気をそれぞれ少なくとも対流ゾーン内で乾燥炉の両側にそって位 置する長さ方向のダクトに吐出し、それぞれダクトは空気を前記上部区画と下部 区画にそって少なくとも一つの対流ゾーンに再循環するためのエアチューブ手段 を有することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の塗装加熱乾燥炉の対流ゾー ンにおける通気分配装置。
5. ５．前記エアチューブ手段は、前記長さ方向のダクトから上方に突出する中空の 複数のチューブを備え、前記エアチューブ手段は、再循環される空気を少なくと も一つの対流ゾーンの上部区画にそって乾燥炉の中央部に向けて再循環される空 気を導く第１のエンドチューブと、乾燥炉の中央部から離れる方向に少なくとも 一つの対流ゾーンの下部区画にそって再循環空気を導く第２のエンドチューブと 、前記第１のエンドチューブと、第２のエンドチューブの間に位置し、互いに対 向する位置に循環空気を上部区画と下部区画に導くノズルを有した複数のチュー ブと、空気の流れを対流ゾーンの上部区画と、下部区画にそって反対方向に空気 の流れを導くように作用するエアダクト手段を有することを特徴とする請求の範 囲第４項に記載の塗装加熱乾燥炉の対流ゾーンにおける通気分配装置。
6. ６．前記エアチューブ手段は、前記長さ方向のダクトから上方に突出する複数の 中空のチューブを備え、前記エアチューブ手段は、塗装加熱乾燥炉の中央部に向 けて対流ゾーンの上部区画にそって再循環空気を導く第１のエンドチューブと、 前記第１のエンドチューブと乾燥炉の中央部の間に配置し再循環空気を対流ゾー ンの上部区画でそって炉の中央部に向けて循環空気を導く上部ノズル、下部ノズ ルを有することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の塗装加熱乾燥炉の対流ゾ ーンにおける通気分配装置。
7. ７．前記再循環手段は、再循環のために少なくとも一つのブロアに取り込まれた 空気を再加熱する手段を有することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の塗装 加熱乾燥炉の対流ゾーンにおける通気分配装置。
8. ８．前記ブロアによって取り込まれた空気を再加熱する手段はガス炉からなるこ と特徴とする請求の範囲第７項に記載の塗装加熱乾燥炉の対流ゾーンにおける通 気分配装置。
9. ９．前記ブロアによって取り込まれた空気を再加熱する手段は、対流ゾーンの側 壁にそって複数配置された暗幅射線パネルからなることを特徴とする請求の範囲 第７項に記載の塗装加熱乾燥炉の対流ゾーンにおける通気分配装置。
10. １０．塗装加熱乾燥炉における対流ゾーン内で搬送されるワークに向けて乱れる 空気の流れを導く通気分配方法において、 （ａ）前記対流ゾーンに乾燥するワークを導入し、（ｂ）加熱した空気を前記対 流ゾーンの入り口側および出口側に位置する取り込手段を介して導入し、（ｃ） 蒸発した溶剤および／または樹脂を含む空気を対流ゾーンから排気し、この排気 空気の流量が導入される加熱空気の流量と実質的に等しくなるようにし、（ｄ） ろ過装置を介して空気の一部を取り込んで再循環し、ろ過された空気をエアダク ト装置を介してエジェクタ効果によって対流ゾーンに戻すことを特徴とする塗装 加熱乾燥炉の対流ゾーンにおける通気分配方法。
11. １１．対流ゾーンに再循環のため戻される空気は、対流ゾーンに再び流入する前 に加熱されることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の塗装加熱乾燥炉の対 流ゾーンにおける通気分配装置。
12. １２．再循環される空気は、暗輻射線パネルによって加熱され、対流ゾーンに再 び戻され再循環されることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の塗装加熱乾 燥炉の対流ゾーンにおける通気分配装置。