JPH11290751A - 熱風式乾燥炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被乾燥物の位置的な昇温速度のばらつきを防
止することができ、昇温途中における局部的な温度のア
ンバランスを解消して、被乾燥物全体を所定温度に速や
かに加熱することができ、熱風の温度を上げたり、炉長
を長くしたりすることなく、被乾燥物を乾燥させること
ができる熱風式乾燥炉を提供する。 【解決手段】 熱風を炉内に吹出させるために送気ダク
ト４に形成される送出口を低速送出口６と高速送出口７
とに分割し、低速送出口６から吹出される比較的低速の
熱風によって主に被乾燥物Ｂの上部側を加熱すると共
に、高速送出口７から吹出されるより高速の熱風によっ
て被乾燥物Ｂの下部側を重点的に加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車ボ
ディの塗装工程において、水洗後の水切り乾燥や、被塗
装物の表面に形成された塗膜の焼付け乾燥に用いられる
熱風式乾燥炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記したような自動車の塗装ラインにお
いて使用される熱風式乾燥炉としては、従来、例えば図
５に示すような構造のものがあった。

【０００３】すなわち、図に示す熱風式乾燥炉１００
は、薄鋼板の間にグラスウールやロックウールなどの断
熱保温材を挟んだ構造の保温パネル１０２により形成さ
れた炉体１０１の内部下段側の左右位置に送気ダクト１
０３，１０３を備えると共に、炉体１０１内部の下段側
左右位置、すなわち送気ダクト１０３，１０３の上部に
吸気ダクト１０４，１０４を備えた構造を有しており、
バーナー１０５によって加熱した空気をファン１０６に
より熱風として送気ダクト１０３，１０３中に送給し、
送気ダクト１０３，１０３に設けた送出口１０３ａ，１
０３ａから炉内に吹出させると共に、吸気ダクト１０
４，１０４に設けた吸込口１０４ａ，１０４ａから吸気
ダクト１０４，１０４を経て戻った空気を再度バーナー
１０５およびファン１０６により熱風として送気ダクト
１０３，１０３に送給し、炉内を循環させることによっ
て、炉内に設けた搬送路に沿って移動する被乾燥物、す
なわち自動車ボディＢを加熱するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな熱風式乾燥炉１００においては、自動車ボディＢの
上部側が加熱され易いのに対して、下部側が加熱され難
い傾向が認められ、自動車ボディＢの下部回りの昇温が
遅くなることから、炉内に供給する熱風の温度を上げた
り、炉長を長くしたりする対策が必要となって、操業コ
ストや設備コストがかさむ要因となっており、このよう
な問題点を解決することが従来の熱風式乾燥炉における
課題となっていた。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、従来の熱風式乾燥炉における
上記課題に着目してなされたものであって、被乾燥物の
昇温速度を全体的に均等なものとすることができ、昇温
途中における局部的な温度のアンバランスを解消して、
被乾燥物全体を速やかに所定温度に加熱することがで
き、熱風の温度を上げたり、炉長を長くしたりすること
なく、被乾燥物を乾燥させることができる熱風式乾燥炉
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る熱風式乾燥炉は、炉内に開口して熱風を吹出す送出口
を有する送気ダクトと、同じく炉内に開口して熱風を吸
引する吸込口を有する吸気ダクトを備えた熱風式乾燥炉
において、送気ダクトが炉内に位置する被乾燥物の上部
側を加熱する低速送出口と、この低速送出口からの熱風
の吹出速度よりも速い速度で熱風を吹出して前記被乾燥
物の下部側を加熱する高速送出口を備えている構成とし
たことを特徴としており、熱風式乾燥炉におけるこのよ
うな構成を前述した従来の課題を解決するための手段と
している。

【０００７】本発明に係わる熱風式乾燥炉の実施態様と
して請求項２に記載された乾燥炉においては、前記高速
送出口がノズル構造を備えている構成としたことを特徴
としており、同じく実施態様として請求項３に係わる乾
燥炉においては、被乾燥物が自動車ボディであって、前
記高速送出口が自動車ボディのメンバー近傍に指向させ
てある構成としたことを特徴としており、請求項４に係
わる熱風式乾燥炉においては、前記高速送出口における
熱風の吹出速度が毎秒２．０〜３．５ｍである構成とし
たことを特徴としており、さらに請求項５に係わる熱風
式乾燥炉においては、前記低速送出口における熱風の吹
出速度が毎秒０．５〜１．０ｍである構成としたことを
特徴としており、このような熱風式乾燥炉の構成を前述
した従来の課題を解決するための手段としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係わる熱風式乾燥炉にお
いては、送気ダクトに形成され、送気ダクトを経て供給
される熱風を炉内に吹出させるための送出口を低速送出
口と高速送出口とに分け、低速送出口から吹出す低速の
熱風によって被乾燥物の上部側を加熱すると共に、高速
送出口から吹出すより高速の熱風によって被乾燥物の下
部側を重点的に加熱するようにしたものであるが、この
種乾燥炉においては全般に、被乾燥物の上方側が上昇気
流によって加熱され易いのに対し、下方側が加熱されに
くい傾向が認められるので、従来技術の欄で説明したよ
うな自動車ボディの乾燥のみならず、他の物品の熱風乾
燥にも広く適用することができる。また、連続炉のみな
らず、バッチ式の乾燥炉にも適用することができる。

【０００９】連続炉においては、炉本体がいくつか区分
された構造、例えば被乾燥物を比較的緩やかな昇温速度
で加熱するプレヒートゾーン、目的の温度まで速やかに
昇温するためのヒートアップゾーン、ヒートアップゾー
ンにおける加熱によって目的の温度に到達した被乾燥物
をその温度に保持する保温ゾーンなどに区分された構造
のものがあるが、低速送出口と高速送出口を備えた本発
明に係わる熱風式乾燥炉の構造は、このような連続炉の
ヒートアップゾーンに適用することが望ましい。

【００１０】また、本発明に係わる熱風式乾燥炉におけ
る熱風の吹出速度については、当該熱風式乾燥炉を自動
車ボディの乾燥に適用した場合、請求項４および請求項
５に記載しているように、高速送出口における吹出速度
を毎秒２．０〜３．５ｍ、低速送出口における吹出速度
を毎秒０．５〜１．０ｍの範囲とすることがボディ上部
側と下部側との加熱バランスの上から望ましい。

【００１１】すなわち、客室を形成する空間部分が多い
自動車ボディの上部側と、ボディシル，サイドメンバ
ー，クロスメンバーなどの部材が集中し、パネルの合わ
せ部分が多くて複雑な形状となっているボディ下部回り
部分との熱容量のバランスからして、ボディの下部側に
向けた高速送出口からの熱風の吹出速度をボディの上部
側を加熱する低速送出口からの吹出速度よりも速くする
必要があるが、とくに高速送出口おける吹出速度が２．
０ｍ／秒より低い場合にはボディ下部側の昇温速度が遅
くなって上部側との温度差が大きくなり、温度差を縮小
するためには低速送出口からの吹出速度も遅くすること
が必要となって自動車ボディの全体的な昇温速度が大幅
に遅くなる傾向がある。また、吹出速度が３．５ｍ／秒
を超えた場合にはむしろボディ上部側よりも下部側の昇
温速度が速くなる傾向があり、温度差を縮小するために
低速送出口からの吹出速度をも速くした場合には、熱風
送給用ファンの容量を増す必要が生じ、コスト面での不
都合が生じることになる。一方、低速送出口における吹
出速度が０．５ｍ／秒を下回った場合にはかえってボデ
ィ上部側の昇温速度が下部側よりも遅くなり、１．０ｍ
／秒を超えた場合にはボディ上部側の一部の部位の昇温
速度が下部側よりも速くなって、均一な温度上昇となり
にくくなることから上記範囲とすることがそれぞれ望ま
しい。なお、ボディの位置による温度上昇を均一なもの
とするために、高速送出口からの吹出速度を低速送出口
の吹出速度に合せて減少、あるいは増加させた場合に
は、上記同様にボディの全体的な昇温速度の大幅な低下
や、熱風送給用ファンの性能的な問題が生じることにな
る。

【００１２】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる熱風式乾燥炉
は、上記構成、すなわち炉内に熱風を循環させる送気ダ
クトと吸気ダクトを有すると共に、送気ダクトに低速送
出口と高速送出口とが配設されており、低速送出口から
吹出される比較的低速の熱風によって被乾燥物の上部側
を加熱すると共に、高速送出口から吹出されるより高速
の熱風によって被乾燥物の下部側を重点的に加熱するよ
うにしたものであるから、炉内において一般的に加熱さ
れ易い被乾燥物の上部側部分と、加熱されにくい被乾燥
物の下部側部分との昇温速度の差を解消することがで
き、被乾燥物全体を所定温度に速やかに温度むらなく加
熱して速やかに乾燥させることができることから、熱風
の温度を上げたり、炉長を長くしたりする必要がなく、
省エネルギー化および省スペース化が可能になるという
極めて優れた効果をもたらすものである。

【００１３】本発明に係わる熱風式乾燥炉の実施態様と
して請求項２に記載の乾燥炉においては、高速送出口が
ノズル構造のものとなっていることから、単純な構造に
よって安価に熱風の吹出速度を高めることができるとい
うさらに優れた効果がもたらされる。

【００１４】同じく実施態様として請求項３に記載の熱
風式乾燥炉においては、被乾燥物が自動車ボディである
と共に、送気ダクトに設けた高速送出口が自動車ボディ
のメンバー近傍に指向させてあるので、自動車ボディの
うちで、パネルの合せ部分が多くて複雑な形状を有し、
熱容量的に最も昇温しにくい部分が重点的に加熱される
こととなり、当該部分の昇温速度の遅れがなくなり、ボ
ディ全体を速やかに加熱してボディに付着した水分や塗
料を速やかに乾燥させることができ、請求項４に記載の
熱風式乾燥炉においては、高速送出口からの熱風の吹出
速度が２．０〜３．５ｍ／秒である構成としたものであ
るから、加熱されにくいボディ下部の昇温速度が過不足
のない適切なものとすることができ、さらに請求項５に
記載の熱風式乾燥炉においては、低速送出口からの熱風
の吹出速度が０．５〜１．０ｍ／秒である構成としたも
のであるから、とくに自動車ボディの上部の昇温速度が
より適切なものとなって、ボディ昇温速度の位置による
ばらつきをより有効に防止することができ、ボディ全体
を速やかに所定温度に加熱することができるというさら
に優れた効果がもたらされる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明
する。

【００１６】図１ないし図４は、本発明の実施例とし
て、本発明に係わる熱風式乾燥炉を自動車の塗装ライン
において水切り乾燥や塗料の加熱硬化を行うための連続
炉に適用した例を示すものであって、図１は当該熱風式
乾燥炉のとくにヒートアップゾーンの構造を示す横断面
図である。

【００１７】図に示す熱風式乾燥炉１は、薄鋼板の間に
グラスウールなどの断熱材を挟んだ構造の保温パネル３
により形成された炉体２と、炉体２の内部両側にその長
手方向に沿って上下２段に配設された送気ダクト４，４
および吸気ダクト５，５から主に構成されており、炉体
２の内部中央には、被乾燥物である自動車ボディＢの搬
送路が当該炉体２の長手方向に沿って形成されている。

【００１８】炉体２の内部下段側に配置された送気ダク
ト４，４には、その上端寄りの位置に低速送出口６，６
が形成されて炉内に開口していると共に、この低速送出
口６，６の下方位置には、図３（ａ）に示すような形状
を有し、その先端部をボディＢの下部、メンバー付近に
向けたノズル７ａ，７ａを備えた高速送出口７，７が設
けてある。なお、ノズル７ａは、後述するように送気ダ
クト４に供給される熱風を加速すると共に、その吹出方
向を調整する機能を備えたものであればよく、図３
（ａ）に示した形状のみならず、例えば図３（ｂ）ある
いは（ｃ）に示すような形状のものを使用することがで
きる。

【００１９】一方、炉体２の内部上段側に配置された吸
気ダクト５，５の上端寄りの位置には、吸込口８，８が
開口している。

【００２０】そして、上記吸気ダクト５，５と送気ダク
ト４，４の間には、図外のバーナーおよび送給用ファン
が配設され、図５と同様に熱風路を介して連結されてお
り、バーナーによって加熱された空気がファンにより熱
風となって送気ダクト４，４に供給され、送気ダクト
４，４に設けた低速送出口６，６および高速送出口７，
７のノズル７ａ，７ａからそれぞれの速度で炉内に吹出
されるようになっている。

【００２１】両送出口６，６および７，７から吹出され
た熱風は、搬送路上を移動するボディＢ（被乾燥物）を
加熱したのち、吸込口８，８から吸気ダクト５，５を経
てバーナーおよびファンに戻り、バーナーにより再加熱
されて送気ダクト４，４に送給され、炉内を循環する。

【００２２】このようにして、自動車ボディＢは、炉内
を移動する間に、炉内を循環する熱風によって加熱さ
れ、所定の温度に加熱されることによって表面に付着し
た水分の蒸発、あるいは表面に形成された塗料皮膜の焼
付け乾燥が行われるようになっている。

【００２３】このとき、ボディＢは、送気ダクト４，４
の上部側に位置する低速送出口６，６から吹出す比較的
低速の熱風によってボディＢの上部側が加熱される一
方、送気ダクト４，４の下方側に位置する高速送出口
７，７から吹出し、ノズル７ａ，７ａによって加速され
ると共に、ボディＢのメンバー近傍位置に向けられた高
速の熱風によってボディＢの下部側が加熱されることか
ら、昇温しにくいボディＢの下方部位が重点的に加熱さ
れる結果、当該部位の昇温遅れが解消され、ボディＢの
全体を温度むらなく速やかに所定温度に昇温させること
ができ、乾燥時間を短縮することができる。

【００２４】図４は、上記構造を備えた熱風式乾燥炉１
を用いて、熱風温度：１８０℃、循環風量：２０ｍ³ ／
分、低速送出口６における吹出速度：１．０ｍ／秒、高
速送出口７における吹出速度：２．０ｍ／秒の条件のも
とに、自動車ボディＢを乾燥したときのボディＢの各部
位の昇温カーブを調査し、図５に示した従来タイプの熱
風式乾燥炉１００を用いて同一熱風温度、同一風量のも
とで乾燥した場合と比較した結果を示すグラフである。

【００２５】このグラフから判るように、従来タイプの
乾燥炉１００においては、ボディＢの部位による温度差
が最大１９℃であるのに対し、本発明に係わる乾燥炉１
によれば１２℃に縮小されると共に、最も昇温速度の遅
いボディＢの下部位置が目標温度の１７０℃に到達する
のに、従来乾燥炉１００では約３０分の時間を要するの
に対して本発明の乾燥炉１では約２５分に短縮されるこ
とが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる熱風式乾燥炉の構造
を示す横断面図である。

【図２】図１に示した熱風式乾燥炉の内部壁面の形状を
示す切断線II−IIにおける縦断面図である。

【図３】（ａ） 図１に示した熱風式乾燥炉の高速送出
口に取付けたノズルの形状を示す斜視図である。 （ｂ） 本発明に係わる熱風式乾燥炉の高速送出口に取
付けるノズルの他の形状例を示す斜視図である。 （ｃ） 本発明に係わる熱風式乾燥炉の高速送出口に取
付けるノズルのさらに他の形状例を示す斜視図である。

【図４】図１に示した熱風式乾燥炉による被乾燥物の昇
温速度を従来の熱風式乾燥炉の場合と比較して示すグラ
フである。

【図５】従来の熱風式乾燥炉の構造を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱風式乾燥炉 ４ 送気ダクト ５ 吸気ダクト ６ 低速送出口 ７ 高速送出口 ７ａ ノズル ８ 吸込口 Ｂ ボディ（被塗装物）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内に開口して熱風を吹出す送出口を有
   する送気ダクトと、同じく炉内に開口して熱風を吸引す
   る吸込口を有する吸気ダクトを備えた熱風式乾燥炉にお
   いて、 送気ダクトが炉内に位置する被乾燥物の上部側を加熱す
   る低速送出口と、この低速送出口からの熱風の吹出速度
   よりも速い速度で熱風を吹出して前記被乾燥物の下部側
   を加熱する高速送出口を備えていることを特徴とする熱
   風式乾燥炉。
2. 【請求項２】 高速送出口がノズル構造を備えているこ
   とを特徴とする請求項１記載の熱風式乾燥炉。
3. 【請求項３】 被乾燥物が自動車ボディであって、前記
   高速送出口が自動車ボディのメンバー近傍に指向させて
   あることを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱
   風式乾燥炉。
4. 【請求項４】 高速送出口における熱風の吹出速度が毎
   秒２．０〜３．５ｍであることを特徴とする請求項３に
   記載の熱風式乾燥炉。
5. 【請求項５】 低速送出口における熱風の吹出速度が毎
   秒０．５〜１．０ｍであることを特徴とする請求項３ま
   たは請求項４に記載の熱風式乾燥炉。