JPS6253227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、塗装焼付け乾燥炉に関し、特に排
ガス中の有害物質を完全に除去するために加えた
熱量を十分に利用回収できる有害物質除去装置付
きの塗装焼付け乾燥炉の改良に関する。

〔発明の背景〕

塗装焼付け乾燥炉においては、炉内で発生した
有害物質（有機溶剤、樹脂や可塑剤等からなる）
の濃度が時間の経過と共に高くなり爆発の危険や
被乾燥物に対して悪影響を生ずるので、排ガスを
炉の外部へ排出する必要があるが、大量に排ガス
を排出すると炉内温度が低下し乾燥効率が悪化す
るので、この排ガス量には限度があり、その結
果、処理ずみの排ガスの熱を熱交換器に通して予
熱として利用する場合にもガス量が少なく、熱回
収効率を上げることができなかつた。

また、自動車車体等の大型物品用の乾燥炉にお
いては、炉の上部と下部を均一の温度とすること
は極めて困難であつた。

さらに、塗装焼付け乾燥炉に有害な排ガスの除
去装置を設置した場合には、従来次のような種々
の欠点があつた。すなわち、処理ずみ排ガスの熱
を排ガスの予熱として用いる場合には、第３図に
示すように、排ガスＸをバーナ１に導入し、図示
しないブロアにより補助空気を補給し、バーナ１
で触媒２の反応温度まで加熱し、処理ずみの高温
な排気熱を排ガスの予熱に利用したり、または熱
風循環系を別途に設け、それに設置した熱交換器
によつて排気熱を炉に回収したりしていた（特開
昭54−52144号公報）が、いずれも熱交換器の効
率が70〜80％と限界があり、その上熱交換器によ
る間接回収のため回収時の熱損失も大きく熱回収
量がきわめて少なかつた。また、これらの場合に
は炉内ガスの浄化は行なわれないので、大型処理
品、特に乗用車車体等の焼付けにおいては品質向
上が期待できず、不適とされてきた。さらに乗用
車のボデー焼付けでは、車体搬送のための塗装台
車と呼ばれる車輪付きの鋼製アングルからなる台
車上にのつており、従来の加熱管方式では特にボ
デー下部の加熱が難しく、他の部分よりも温度上
昇がおそく乾燥が十分行なわれないという欠点が
あつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、塗装焼付け乾燥炉における従
来の問題点を解決し、特に自動車車体等のような
処理品に適した熱効率の良い乾燥炉を提供するこ
とにあり、清浄化された高温エアージエツトを直
接処理品に吹付けてその物品の温度の均一化を図
ると共に、炉内ガスの浄化も同時に行ない得る排
ガス処理装置付きの塗装焼付け乾燥炉を提供する
にある。

〔発明の概要〕

前述の目的を達成するために本発明は次の構成
を有している。すなわち、炉内を主として加熱す
る熱風発生装置と、これとは別に炉内から排出さ
れる排ガスを予熱する熱交換器と、この熱交換器
を出た排ガスを反応温度（処理温度）まで加熱す
るバーナと、該バーナで加熱された高温排ガス中
の有害物質を除去する触媒層とを備えた塗装焼付
け乾燥炉において、前記触媒層により清浄化され
た高温エアーの一部は前記熱交換器を通して熱量
を回収した後大気中に放出し、他の大部分のエア
ーは前記炉内の下部に設置した多数の噴出口を有
するエアージエツト加熱装置よりエアージエツト
として噴出するようにした塗装焼付け乾燥炉であ
る。

したがつて、本発明に係る乾燥炉を用いて自動
車車体等の処理品を塗装焼付け乾燥する際には、
有害物質（有機溶剤、樹脂、可塑剤等）を含む排
ガスは、清浄化された高温エアーの一部によつて
熱交換器において予熱された後、反応温度まで加
熱される。

一方、清浄化された高温エアーの大部分は炉内
下部のエアージエツト加熱装置よりエアージエツ
トとして処理品に対して噴出するから、自動車の
ような大型処理品でも全体を均一に加熱すること
ができると共に、大量の排ガスを循環させるの
で、炉内温度の低下を防止でき、その上清浄化さ
れた高温エアーによつて炉内ガスの浄化も同時に
行なわれ、爆発の危険性を低下し、処理品の品質
向上にも大いに役立つことになる。

このように炉からの排ガス中に含まれる有害物
質を完全に除去するために加えた加熱バーナの熱
量は、前記清浄化された高温エアーの大部分を炉
内で噴出させることにより熱効率のよい排熱利用
をはかることができると共に、大量の排ガスの循
環を利用しているので熱交換器の受熱側の流量も
大きく、その結果、熱交換器からの熱回収効率を
大巾に向上することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図において排ガス処理装置付の塗装焼付け
乾燥炉は乾燥炉４、熱風発生装置６及び排ガス処
理装置９、エヤージエツト加熱装置１０より構成
される。

乾燥炉４は出入口のエヤーカーテン１１Ａ，１
１Ｂ、有効ゾーン１２よりなり、有効ゾーンには
自動車車体等の処理品１９、エアージエツト加熱
装置１０および熱風発生装置６が２個設置されて
いる。これを通常２ゾーンと呼んでいる。乾燥炉
４の炉長は処理品１９の加熱時間、搬送速度等に
よつて決定され、その炉長に合わせてゾーン数が
決定される。

熱風加熱装置はダクト１３Ａ，１３Ｂ，１３
Ｃ，１３Ｄ，１３Ｎ、バーナ１Ａ、燃焼用ブロア
１５、送風機１４、排気ダクト１６Ａよりなる。
各ゾーンにおいて処理品１９を加熱した熱風は、
矢印Ｆの如くダクト１３Ａを通りバーナ１Ａに導
入され再加熱されダクト１３Ｂ、送風機１４、ダ
クト１３Ｃ，１３Ｄを経て乾燥炉４内に導入され
矢印Ｅの如く再び処理品１９を加熱する。なおバ
ーナ１Ａでは燃焼用ブロア１５によつてダクト１
３Ｎを経て必要な燃焼用空気を供給している。ま
た排気ダクト１６Ａを経て通常は燃焼用空気相当
分のみを排気している。

この回路内にあるパージダンパ１７は、排気ダ
クト１６Ａと乾燥炉内に熱風を供給するダクト１
３Ｄの両方に設けられた自動ダンパ１８Ａ，１８
Ｂよりなり、炉着火時には炉内空気を換気するた
めの装置であり、排気側の自動ダンパ１８Ａが
開、炉へ熱風を供給する側の自動ダンパ１８Ｂが
閉となり、炉運転時はこの逆となつている。

以上は１ゾーンの構成であるが、他のゾーンで
もバーナ１Ａ及び送風機１４の容量が違う場合も
あるが系（風の流れ）としては同一である。

次に排ガス処理装置は捕集フアン２５、熱交換
器３、バーナ１Ｂ、触媒層２、ダクト１３Ｅ，１
３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈ，１３Ｉ，１３Ｊ，１３
Ｋ、排気ダクト１６Ｂ、燃焼用ブロア１５よりな
る。

例えば前記熱風発生装置６の排気ダクト１６Ａ
より排気される排ガス中に有害物質が含まれる場
合には、当然これを処理する必要が生じるが、本
発明の実施例ではこれを排気ダクト１６Ａより捕
集するのではなく乾燥炉４から直接捕集してい
る。この際パージダンパ１７の排気側の自動ダン
パ１８Ａは完全な密閉構造とし、排ガスが洩れな
いようにしておく。排ガス処理装置９に乾燥炉４
より捕集される処理ガス量は、各ゾーンのバーナ
部への燃焼用空気量として導入される量と、乾燥
炉４内でエアージエツトとして噴出させる空気量
を加算した量である。

炉内より捕集された排ガスはダクト１３Ｅより
捕集フアン２５、ダクト１３Ｆを経て熱交換器３
に導入され、処理後の高温エアーと熱交換器によ
り予熱された後ダクト１３Ｇよりバーナ１Ｂに導
入され、ここで有害ガスを触媒を介して除去する
に必要な温度まで加熱される。その際バーナ１Ｂ
用の２次空気が燃焼用ブロア１５によつてダクト
１３Ｉを経て補給される。バーナ１Ｂで加熱され
た排ガスはダクト１３Ｈを経て触媒層２に導入さ
れ、排ガス中の有害物質を除去した後ダクト１３
Ｊを経て２方向に分岐される。すなわち、ダクト
１３Ｋから熱交換器３に導入され排ガスを予熱し
た後処理ずみ清浄エアーを排気ダクト１６Ｂを経
て放出される系と、エアージエツト加熱装置１０
への系とに２分岐される。

エアージエツト加熱装置は、ダクト１３Ｌ，１
３Ｍ、エアージエツトフアン２８、炉内で上部に
ジエツト孔を有するエアージエツト噴出ダクト２
９よりなつている。ダクト１３Ｌを経てエアージ
エツトフアン２８に導入された処理ずみ高温エア
ーはダクト１３Ｍを経て上部にジエツト孔を有す
るアージエツト噴出ダクト２９に到達し、ジエツ
ト孔よりエアージエツト３０として噴出される。
この噴出熱風は処理ずみの清浄な空気であり、処
理品（自動車車体）の加熱用に使用し、その品質
向上に役立つことになる。

ここでエアージエツト３０として噴出し処理品
を加熱した熱風は、再びダクト１３Ｅより排ガス
処理装置９へ導入され同サイクルを繰返す。

本発明と従来法とを同一条件、すなわち排ガス
処理量のうち燃焼用空気として導入される量を
20Nm³／分、炉からの排ガス温度140℃、排ガス
処理温度300℃として熱収支の比較例を第２図、
第４図を参照して説明する。

第４図は第３図に示す従来例の熱収支図を示し
ており、炉内からの排ガス（20Nm³／分）が保有
している熱量は51600Kcal／ｈで、これに熱交換
器３による回収熱量42600Kcal／ｈとバーナ１に
よる追加熱量18600Kcal／ｈとを加えた
112800Kcal／ｈか触媒層における保有熱量とな
り、その温度は300℃である。そして、このガス
は熱交換器で42600Kcal／ｈの熱量を熱交換した
後に大気中へ残りの70200Kcal／ｈの熱量を放出
している。この時の放出ガス量は20Nm³／分、温
度186℃である。

次に、第２図は本発明に係る実施例の熱収支図
を示しており、排ガス量は、バーナ１Ａの燃焼用
空気量20Nm³に排ガス中のエアージエツト用80N
m³／分を加算した合計100Nm³／分である。そし
て、この保有熱量は、前者の51600Kcal／ｈと後
者の206400Kcal／ｈの合計258000Kcal／ｈとな
り、これにバーナ１Ｂによる追加熱量
248600Kcal／ｈと熱交換器３による回収熱量
57500Kcal／ｈの総合計564100Kcal／ｈが触媒層
における保有熱量となる。その際反応温度300℃
の高温エアーの一部は熱交換器で57500Kcal／ｈ
の熱量を熱交換した後大気中へ（20Nm³／分の熱
量）55300Kcal／ｈの熱量を放出し、他の大部分
（80Nm³／分の熱量）451300Kcal／ｈが再び炉内
へ還元されるが、その中244900Kcal／ｈが自動
車等処理品を直接加熱するのに消費され、残りの
206400Kcal／ｈが循環排ガスの保有する熱量と
なつている。

したがつて、本願発明に係る実施例と従来例と
を熱効率から比較すると、従来例においては、排
ガス20Nm³／分を触媒層の反応温度300℃まで上
昇させるのにバーナにより18600Kcal／ｈの熱量
を加えているのに対し、本願の実施例では排ガス
100Nm³／分にバーナにより248600Kcal／ｈの熱
量を必要としている。しかし、この熱量の中、
244900Kcal／ｈについては処理物品の直接加熱
に利用されているので、純粋に排ガスの昇温にの
み必要とされた熱量は 248600−244900＝3700（Kcal／ｈ） となり、本願発明に係る実施例の方がはるかに省
エネルギーとなつている。

また、熱交換器において回収される熱量につい
てみても、従来例の回収量が42600Kcal／ｈなの
に対して循環ガス量の大きい本願の実施例では
57500Kcal／ｈと約35％も多く、その分、熱料の
節約となる。

さらに、大気中に放出される際の温度をみても
本願の実施例が147℃と従来例に比べて約40℃も
低く、熱回収率が大巾に改善されていることを示
している。

〔発明の効果〕

本発明は前述の構成を有しているから、自動
車車体等の処理品を塗装焼付け乾燥する場合に炉
内で発生する有害物質を完全に除去するためには
炉からの排ガスを高温の反応温度まで加熱する必
要があるが、この加熱に使用した熱量を十分に再
利用することができる。触媒層により清浄化さ
れた高温エアーの大部分を炉内下部のエアージエ
ツト加熱装置よりエアージエツトとして噴出させ
て大型処理品を直接加熱し、炉内の上下温度差に
より生ずる大型処理物品の温度差をなくし、均一
化するので自動車車体等のような処理品でも乾燥
むらができず、処理品の品質向上にも大いに役立
つ。清浄化された高温エアーに伴つて加熱に使
用した熱量の大部分が炉内へ直接還元されるの
で、大量の排ガスを循環させても炉内温度の低下
は生ぜず、むしろ熱交換器内の受熱側の流量を大
巾に増加できるから熱交換器からの熱回収効率を
高めることができ、さらに、清浄エアーのジエツ
ト噴出の結果、炉内ガスの浄化が活発に行なわれ
炉爆発の危険性も低下し、塗膜に悪影響を与える
ことなく処理品の品質向上に優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である排ガス処理装置
付きの塗装焼付け乾燥炉の回路図、第２図は本発
明の実施例である排ガス処理装置付きの塗装焼付
け乾燥炉の熱収支図、第３図は従来型の高温処理
ずみ排ガスの間接利用による処理ガス予熱回路
図、第４図は従来型排ガス処理装置付き乾燥炉の
熱収支図である。 １Ａ……バーナ、１Ｂ……バーナ、２……触媒
層、３……熱交換器、４……乾燥炉、６……熱風
発生装置、９……排ガス処理装置、１０……エア
ージエツト加熱装置、１３（Ａ〜Ｄ）……加熱用
ダクト、１３（Ｅ〜Ｍ）……排ガス用ダクト、１
９……処理物品、２９……エアージエツト噴出ダ
クト、３０……エアージエツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉内を加熱する熱風発生装置と、これとは別
   に炉内から排出される排ガスを予熱する熱交換器
   と、この熱交換器を出た排ガスを反応温度まで加
   熱するバーナと、該バーナで加熱された高温排ガ
   ス中の有害物質を除去する触媒層とを備えた塗装
   焼付け乾燥炉において、前記触媒層により清浄化
   された高温エアーの一部は前記熱交換器を通して
   熱量を回収した後大気中に放出し、他の大部分の
   エアーは前記炉内の下部に設置した多数の噴出口
   を有するエアージエツト加熱装置よりエアージエ
   ツトとして噴出するようにした塗装焼付け乾燥
   炉。