JPH11188303A - 乾燥炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送風機及び熱風発生器を大型化することな
く、炉内空気を攪拌するのに十分な風速及び風量で熱風
を吹き出させて、炉内温度分布を均一にする。 【解決手段】 炉内側壁の床面近傍に、炉内を搬送され
るワーク(W) の下面に沿って左右両側から中央に向かう
空気流を形成するジェットノズル(5) が形成されてい
る。このジェットノズル(5) は、熱風吹出ノズル(6) の
正面にディフューザ(7) が配設されてエゼクタに形成さ
れているので、熱風吹出ノズル(6) からディフューザ
(7) に向かって熱風を吹き出すと、その熱風がディフュ
ーザ(7) ののど部を通過するときに、入口側から比較的
低温の炉内空気を吸い込み、出口側から比較的高温の熱
風が吹き出される。これにより、炉内の低温の空気が高
温の空気と入れ替わり、しかも、ジェットノズル(5) か
らは、熱風吹出ノズル(6) から吹き出された熱風の数倍
の風量で熱風が吹き出されるので、炉内が十分に攪拌さ
れて温度分布が略均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンベアで搬送さ
れるワークの搬送方向に沿ってその左右両側に配設され
た熱風供給ダクトから発せられる輻射熱又は対流熱によ
り炉内を所定温度に加熱する乾燥炉に関し、特に、自動
車ボディの塗膜を乾燥させる塗装用乾燥炉に用いて好適
なものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の塗装ラインにおいては、コンベ
アの台車に被塗物となる自動車ボディを載せて搬送しな
がら塗装を行い、塗装終了後、被塗物を台車ごと高温の
乾燥炉に搬入して塗膜の焼付乾燥を行っている。そし
て、例えば上塗り塗装の塗膜を乾燥させる乾燥炉は、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
型に形成され、その搬送方向に沿って前段側に自動車ボ
ディの濡れた塗膜を乾燥させる輻射加熱ゾーンが形成さ
れると共に、その後段側には、ある程度乾燥した塗膜に
熱風を吹き付けて自動車ボディに焼き付ける対流加熱ゾ
ーンが形成されているのが一般的である。

【０００３】 ところで、輻射加熱ゾーンでは、炉内の
左右側壁に沿って配設された熱風供給ダクトから放射さ
れる輻射熱により自動車ボディを乾燥させるようにして
いる。この場合、熱風供給ダクトに対向している側面が
最も乾燥しやすく、次いで、熱が溜まる炉内の天井近傍
に位置する自動車ボディの天井面が乾燥しやすい。しか
し、自動車ボディの下面は、輻射熱が届きにくく、ま
た、炉内床面近傍に加熱空気が滞留することもないの
で、乾燥しにくい。このため、輻射加熱ゾーンにも、直
接自動車ボディに吹き付けてもオーバーベイクしない程
度の温度に設定された加熱空気を供給する熱風供給ダク
トを別途設け、この熱風供給ダクトに熱風吹出口を形成
し、自動車ボディの下面に清浄な熱風を吹き付けること
により、いままで乾燥しにくかった下面を乾燥するもの
が提案されている。また、対流加熱ゾーンには、熱風供
給ダクトに、左右下方位置から炉内斜め上方に向かって
熱風を吹き出す熱風吹出口が形成され、その吹出口から
吹き出された熱風により自動車ボディの塗膜を焼付乾燥
するように成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
各加熱ゾーンの熱風供給ダクトに加熱空気を供給し、自
動車ボディを搬送させて、その表面の熱分布を測定した
ところ、いずれも自動車ボディ表面の温度分布が均一に
はなっていないということが判明した。すなわち、輻射
加熱ゾーンにおいては、自動車ボディの下面を乾燥させ
る熱風吹出口を設けても、その熱風で下面全域を均一に
乾燥させることはできず、下面中央部近傍と上面中央部
近傍の温度が側面に比して低くなってしまい、均一な温
度分布を得ることができない。

【０００５】 また、温度分布が比較的均一と思われて
いた対流加熱ゾーンにおいては、炉内空気を天井近傍の
左右両側に配設された吸込口から吸い込むようにしてい
るため、炉内床面近傍から吹き出された高温の熱風は、
そのまま自動車ボディの側面に沿って上昇することがわ
かり、やはり側面に比して下面及び上面の温度が低くな
っていることが判明した。

【０００６】 この場合に、各加熱ゾーンに供給する加
熱空気の温度を高くすることにより、下面及び上面の温
度を高くしようとすると、側面の温度がそれ以上に高く
なってオーバーベイクを起こす。また、側面がオーバー
ベイクしない程度に加熱空気の温度を抑えた場合には、
下面及び上面が所定の温度に加熱されるまでに長時間を
要するため、乾燥時間を長くせざるを得ず、コンベアス
ピードを一定に維持しようとすれば、炉の全長を長くし
なければならないという問題を生ずる。

【０００７】 また、各加熱ゾーンの比較的温度の低い
床面近傍に熱風を吹き出させても、それだけでは、温度
分布を均一にすることができないが、炉内空気が攪拌さ
れる程度に十分な風量や風速で熱風を吹き出させれば、
炉内の温度分布を比較的均一にすることができる。しか
し、そのためには、送風機も熱風発生器も大型で大容量
のものを使用しなければならないから設備費が嵩み、さ
らに、既設の乾燥炉に設置しようとするときは、送風機
及び熱風発生器をすべて交換しなければならないという
問題も生ずる。

【０００８】 そこで本発明は、送風機及び熱風発生器
を大型化することなく、炉内空気を攪拌するのに十分な
風量で熱風を吹き出させて、炉内温度分布を均一にし、
オーバーベイクを起こすことなく短時間で塗膜を均一に
乾燥できるようにすることを技術的課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、コンベアで搬送されるワークの搬送方向
に沿ってその左右両側に配設された熱風供給ダクトの輻
射熱により、または、熱風供給ダクトから吹き出された
熱風の対流熱により炉内を所定温度に加熱する乾燥炉に
おいて、前記熱風供給ダクトには、コンベアで搬送され
るワークの下面に沿って左右両側から中央に向かう空気
流を形成するジェットノズルが、ワークの搬送方向に沿
って所定間隔で形成され、当該ジェットノズルは、前記
熱風供給ダクトに開口された熱風吹出ノズルから吹き出
された熱風が、その正面に配設されたディフューザを通
過するときに、ディフューザの入口周囲の炉内空気を吸
引して熱風吹出ノズルからの熱風と共に出口から炉内に
吹き出させるエゼクタに形成されたことを特徴とする。

【００１０】 本発明によれば、炉内側壁の床面近傍
に、炉内を搬送されるワークの下面に沿って左右両側か
ら中央に向かう空気流を形成するジェットノズルが、ワ
ークの搬送方向に沿って所定間隔で形成されており、こ
のジェットノズルは、熱風供給ダクトに開口された熱風
吹出ノズルの正面にディフューザが配設されてエゼクタ
に形成されている。したがって、熱風供給ダクトに送給
された熱風が熱風吹出ノズルから吹き出されてディフュ
ーザに流入し、そののど部を通過するときに、ディフュ
ーザの入口側からその周囲の比較的温度の低い炉内空気
が吸い込まれ、ディフューザの出口側から比較的温度の
高い熱風が吹き出される。これにより、炉内からは比較
的温度の低い空気が吸い出されて、比較的温度の高い熱
風が炉内に吹き出されるので、低温の空気が高温の空気
と入れ替わり、しかも、ジェットノズルからは、熱風吹
出ノズルから吹き出された熱風の数倍の風量で熱風が吹
き出されるので、炉内が十分に攪拌されて温度分布が略
均一になる。このとき、熱風吹出ノズルから吹き出され
た高温の熱風は、比較的温度の低い炉内空気と混合され
るので、理想的な炉内温度近くまでその温度が下がり、
熱風供給ダクトに送給される高温の加熱空気を直接炉内
に吹き出しても、ワークがオーバーベイクを起こすこと
がない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る乾燥
炉の一例を示す正面図、図２はジェットノズルを示す説
明図である。なお、説明の便宜上、図１において中心線
を境に右側が輻射熱によりワークを乾燥する輻射加熱ゾ
ーン、左側が対流熱によりワークを乾燥する対流加熱ゾ
ーンを示す。

【００１２】 本例の乾燥炉１は、自動車ボディなどの
ワークＷをコンベア２で搬送しながら乾燥させるトンネ
ル型の炉本体３を備え、その前段に輻射加熱ゾーン１Ａ
が形成されると共に、その後段に対流加熱ゾーン１Ｂが
形成されている。そして、炉内を加熱するために、輻射
加熱ゾーン１Ａの左右両側には、２２０〜２３０℃前後
の加熱空気を循環させて輻射熱を放射する熱風循環ダク
ト（熱風供給ダクト）４Ａが配設され、対流加熱ゾーン
１Ｂの左右両側には、熱風吹出口４ｂから１８０℃前後
の熱風を吹き出す熱風吹出ダクト（熱風供給ダクト）４
Ｂが配設されている。

【００１３】 また、炉本体３の床面３ｆ近傍（床面３
ｆから約１０〜６０ｃｍの程度の高さのところ）には、
コンベア２で搬送されるワークＷの下面に沿って左右両
側から中央に向かう略水平の空気流を形成するジェット
ノズル５がワークＷの搬送方向に沿って所定間隔で配設
されている。ジェットノズル５は、前記各ダクト４Ａ，
４Ｂに開口された熱風吹出ノズル６の正面にディフュー
ザ７が配設されてエゼクタの構造を有している。

【００１４】 ディフューザ７は、その前後に入口７in
及び出口７out が形成されると共に、入口７inから出口
７out に向かって、口径が円錐状に細くなる収れん部７
ａと、直管状ののど部７ｂと、口径が円錐状に拡がる円
錐状の発散部７ｃからなる。そして、入口７inが熱風吹
出ノズル６の開口部から所定間隔だけ離されて、入口７
inと出口７out の中心を結ぶ流線Ｘが前記熱風吹出ノズ
ル６の吹出方向に一致するように配設されている。

【００１５】 また、ディフューザ７の出口７out が、
各ダクト４Ａ，４Ｂの表面板４ｗと略面一になるよう
に、前記熱風吹出ノズル６は表面板４ｗより凹んで形成
された凹空間８内に開口されると共に、ディフューザ７
は表面板４ｗと面一のダミープレート４ｄに貫通して支
持され、その入口７inを凹空間８内に向け、また、出口
７out を凹空間８外に向けて配設されている。さらに、
ダミープレート４ｄには、ディフューザ７の周囲に、凹
空間８と炉内空間を連通する開口部９が形成され、凹空
間８内に開口部９を介して炉内空気が流入するように成
されている。

【００１６】 これにより、ジェットノズル５では、熱
風吹出ノズル６から吹き出された熱風がディフューザ７
ののど部７ｂを通過するときに、周囲の空気をディフュ
ーザ７の入口７inから吸引するエゼクタとして機能し、
熱風吹出ノズル６から吹き出された熱風と共に、その数
倍の風量の熱風を出口７out から炉内に勢い良く吹き出
すようになっている。このとき、ディフューザ７の入口
７inからは凹空間８内の炉内空気が吸引され、凹空間８
には開口部９を介して炉内空気が流入する。したがっ
て、各ダクト４Ａ，４Ｂに供給される高温の加熱空気と
比較的低温の炉内空気が混合されて、理想的な炉内温度
に近い温度まで低下された熱風が、炉内に吹き出される
ことになる。なお、ジェットノズル５は、ワークＷの下
面に沿って左右両側から中央に向かう空気流を形成する
ものであれば水平に熱風を吹き出す場合に限らず、床面
３ｆに向かって下向きに吹き出すように形成されている
場合であってもよい。また、左右のジェットノズル５
は、吹き出した熱風が干渉しないように齟齬して配設す
る場合であっても、また、吹き出された熱風同士を積極
的に衝突させてその流れを乱すために対向する位置に配
設する場合であってもよい。

【００１７】 なお、コンベア２は、炉本体３に沿って
その床下に形成されたコンベアピット１０に敷設された
コンベアレール１１上を駆動チェーン１２などにより走
行駆動されるベース１３に、ワークＷを載置する架台１
４が、所要高さの支柱１５を介して取り付けられ、支柱
１５がその搬送方向に沿って床壁３Ｆに形成されたスリ
ット１６から炉内に貫通された状態で走行するように成
されている。したがって、架台１４にワークＷを載せて
コンベア２を駆動させると、ベース１３は炉外のコンベ
アピット１０内を走行し、架台１４に載置されたワーク
Ｗは炉内を搬送される。また、コンベアピット１０はコ
ンベアレール１１及びその駆動チェーン１２などを配設
するために炉本体３の床下に形成した溝状の空間であっ
て、図１に示すように、乾燥炉１の床壁３Ｆを設置面Ｇ
より高い位置に構築する場合に床壁３Ｆと設置面Ｇの間
に形成する場合に限らず、図示は省略するが、乾燥炉１
の床壁３Ｆを設置面Ｇと同じ高さに構築する場合に設置
面Ｇを掘って形成するものであってもよい。

【００１８】 また、炉本体３は、その天井壁３Ｕ，左
右側壁３Ｌ，３Ｒ，床壁３Ｆが断熱構造で形成され、床
面３ｆは、左右両側からスリット１６に向かう下り勾配
の傾斜面に形成されており、床面３ｆ近傍には、左右側
壁３Ｌ，３Ｒに沿って、床面３ｆに水やアルカリ水その
他の洗浄液を流下させる洗浄液供給管（洗浄液供給設
備）１７が配設されている。

【００１９】 そして、スリット１６を形成する床壁３
Ｆの左右開口端縁には、床面３ｆに溜まった塵埃を当該
床面３ｆを伝って流れ落ちる洗浄液と共に回収する塵埃
回収溝１８が並行に配設されている。この塵埃回収溝１
８の上面開口部１９は、床壁３Ｆ側の開口端縁１９ｆが
床面３ｆの高さと等しいか、または、それより低く形成
されると共に、スリット１６側の開口端縁１９ｓが床面
３ｆの高さより高く形成されて堰を成している。また、
塵埃回収溝１８には、前記洗浄液供給管１７から床面３
ｆに沿って流下される洗浄液と共に塵埃を吸入して排出
する排出管２０が接続されており、排出管２０には、洗
浄液供給管１７に送給される洗浄液の流量と同程度の吸
入量で当該塵埃回収溝１８に流入した洗浄液を吸引する
吸引ポンプ２１と、未使用時に当該排出管２０を閉鎖す
るバルブ２２が介装されている。

【００２０】 以上が本発明の一例構成であって、次に
その作用を説明する。まず、乾燥炉１を立ち上げて、輻
射加熱ゾーン１Ａの熱風循環ダクト４Ａ及び対流加熱ゾ
ーン１Ｂの熱風吹出ダクト４Ｂに加熱空気を供給する
と、輻射加熱ゾーン１Ａは熱風循環ダクト４Ａの輻射熱
により、対流加熱ゾーン１Ｂは熱風吹出ダクト４Ｂから
炉内に吹き出される熱風により加熱される。

【００２１】 これと同時に、各ダクト４Ａ，４Ｂに形
成されたジェットノズル５から熱風が吹き出される。こ
のジェットノズル５は、各ダクト４Ａ，４Ｂに開口され
た熱風吹出ノズル６の正面にディフューザ７が配設され
てエゼクタに形成されているので、熱風吹出ノズル６か
ら吹き出された加熱空気がディフューザ７の入口７inか
ら入り、のど部７ｂを通過するときに、入口７inから周
囲の炉内空気を吸引し、熱風吹出ノズル６から吹き出さ
れた熱風の数倍の風量で、勢いよく炉内に熱風を吹き出
す。これにより、炉内からは比較的温度の低い空気が吸
い出されて、比較的温度の高い熱風が炉内に吹き出され
るので、低温の空気が高温の空気と入れ替わり、しか
も、ジェットノズル５からは、熱風吹出ノズル１２から
吹き出された熱風の数倍の風量で熱風が吹き出されるの
で、炉内が十分に攪拌されて温度分布が略均一になる。

【００２２】 ここで、塗装ラインを起動させ、ワーク
Ｗを架台１４に載せてコンベア２で搬送すると、ベース
１３が炉外に敷設されたコンベアレール１１上を走行
し、当該ベース１３に取り付けられた支柱１５がスリッ
ト１６を貫通して、その上端に形成された架台１４に載
置されたワークＷが、温度分布が均一の炉内に搬入され
る。このとき、熱容量の大きなベース１３は炉外を搬送
され、ワークＷと架台１４のみが炉内を搬送されるの
で、ベース１３により炉内の熱が奪われずにその分熱効
率が高く、また、ベース１３に付着した塵埃が炉内に持
ち込まれることがないので、高い塗装品質を維持でき
る。さらに、駆動チェーン１２などの機械的可動部分が
炉外に設置されるので、炉内で塵埃が発生することもな
い。

【００２３】 そして、温度分布が均一な炉内に搬入さ
れたワークＷが、輻射加熱ゾーン１Ａでは熱風循環ダク
ト４Ａからの輻射熱で、当該ダクト４Ａに対向する部分
が加熱され、対流加熱ゾーン１Ｂでは熱風吹出ダクト４
Ｂの熱風吹出口４ｂから吹き出される熱風により加熱さ
れる。また、いずれの加熱ゾーン１Ａ，１Ｂにおいて
も、ジェットノズル５から熱風が勢い良く吹き出され
て、ワークＷの下面に沿った空気流が形成されてワーク
Ｗ下面が加熱乾燥される。

【００２４】 このとき、ディフューザ７の入口７inか
らは、凹空間８内の炉内空気が吸引されて、各ダクト４
Ａ，４Ｂに供給される高温の加熱空気と比較的低温の炉
内空気が混合されるので、出口７out からは、理想的な
炉内温度に近い温度まで低下された熱風が炉内に吹き出
されることとなり、ワークＷに直接吹き付けられてもオ
ーバーベイクを起こすことがない。このようにして、ワ
ークＷは、温度分布が均一に維持された炉内を搬送され
ながら加熱乾燥されるので、塗装部位にかかわらず全体
が均一に乾燥され、乾燥品質を向上させることができ
る。

【００２５】 そして、塗装作業が終了したときは、毎
日または毎週末に床面３ｆに水やアルカリ水などの洗浄
液を噴霧すれば、洗浄液はスリット１６に向かう傾斜面
に形成された床面３ｆを流下してその表面に付着した塵
埃やヤニ成分を洗い流し、スリット１６に沿って形成さ
れた塵埃回収溝１８に流入して、塵埃が除去される。こ
のようにすれば、床面３ｆは常に清浄に維持できるの
で、ジェットノズル５から勢い良く熱風を吹き出したと
きに塵埃が舞い上がって、塗膜に付着することもない。

【００２６】 なお、上述した説明では、コンベア２の
機械的可動部分を炉外に配設したいわゆる炉外搬送タイ
プの乾燥炉を例にとって説明したが、本発明はこれに限
らず、炉内にコンベア２を配設した通常のタイプの乾燥
炉に適用することももちろん可能である。また、ディフ
ューザ７は、ダミープレート３ｗに支持させる場合に限
らず、図３に示すように、熱風吹出ノズル６を開口した
仕切板６ｗに固定し、ダミープレート４ｄにディフュー
ザ７の出口７out と対向する開口部４ｈを形成する場合
でもよく、この場合は、ダミープレート４ｄのみを外す
ことにより、凹空間８の清掃を簡単に行うことができる
ので、メンテナンスを行いやすいといメリットがある。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ジ
ェットノズルがエゼクタに形成されており、炉内からは
比較的温度の低い空気が吸い出されて、比較的温度の高
い熱風が炉内に吹き出されるので、低温の空気が高温の
空気と入れ替わり、しかも、ジェットノズルからは、熱
風吹出ノズルから吹き出された熱風の数倍の風量で熱風
が吹き出されるので、炉内が十分に攪拌されて温度分布
を略均一に維持することができると同時に、炉内に吹き
出される熱風の温度は炉内温度近傍まで低下されている
ので、ワークに直接吹き付けられてもワークがオーバー
ベイクすることはなく、ワーク全体を均一に乾燥させて
乾燥品質を向上させることができるという大変優れた効
果を有する。また、送風機及び熱風発生器は、既設のも
のと同程度の容量で足りるので、既設の塗装ラインを改
造する場合も、塗装ラインを新設する場合も、その設備
費を低く抑えることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る乾燥炉の一例を示す正面図。

【図２】ジェットノズルを示す説明図。

【図３】ジェットノズルの他の例を示す説明図。

【符号の説明】

１・・・・・乾燥炉 Ｗ・・・・・ワーク ２・・・・・コンベア ３・・・・・炉本体 ４Ａ・・・・熱風循環ダクト（熱風供給ダクト） ４Ｂ・・・・熱風吹出ダクト（熱風供給ダクト） ３ｆ・・・・床面 ５・・・・・ジェッ
トノズル ６・・・・・熱風吹出ノズル ７・・・・・ディフ
ューザ ７in・・・・入口 ７out ・・・出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンベア（２）で搬送されるワーク
   （Ｗ）の搬送方向に沿ってその左右両側に配設された熱
   風供給ダクト（4A）の輻射熱により、または、熱風供給
   ダクト（4B）から吹き出された熱風の対流熱により炉内
   を所定温度に加熱する乾燥炉において、前記熱風供給ダ
   クト（4A，4B）には、コンベア（２）で搬送されるワー
   ク（Ｗ）の下面に沿って左右両側から中央に向かう空気
   流を形成するジェットノズル（５）が、ワーク（Ｗ）の
   搬送方向に沿って所定間隔で形成され、当該ジェットノ
   ズル（５）は、前記熱風供給ダクト（4A，4B）に開口さ
   れた熱風吹出ノズル（６）から吹き出された熱風が、そ
   の正面に配設されたディフューザ（７）を通過するとき
   に、ディフューザ（７）の入口(7in) 周囲の炉内空気を
   吸引して熱風吹出ノズル（６）からの熱風と共に出口(7
   out)から炉内に吹き出させるエゼクタに形成されたこと
   を特徴とする乾燥炉。