JPS6342772A - 乾燥装置の運転方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温の熱風が循環供給される塗装乾燥炉内に
発生した排ガスを、排ガス濃度に応じた排気量で吸引排
出するようにした乾燥装置の運転方法に関する。

（従来技術とその問題点〕 例えば、塗装焼付乾燥炉内を搬送される自動車ボディの
塗膜を加熱して反応硬化させる自動車塗装用の乾燥装置
は、第２図に示すように乾燥炉１内が複数のゾーンに形
成されると共に、各ゾーンごとに熱風循環ファン２とバ
ーナ３を介装した熱風循環系Ｎが設けられ、熱風循環フ
ァン２によって乾燥炉１内から吸引した熱風をバーナ３
で加熱して再び炉内に循環供給し、被塗物である自動車
ボディ４．４−が搬送される炉内の雰囲気を所定の焼付
温度（通常、約１７０〜１８０℃前後）に加熱するよう
にしている。

また、炉内に搬入された自動車ボディ４を加熱すると、
その塗膜から塗料中に含まれたシンナーやトルエン等の
有機溶剤、塗料樹脂、硬化剤等が蒸発して炉内に有害悪
臭成分が発生し、この有害悪臭成分の濃度が高くなると
塗膜の乾燥効率が悪化したり、塗膜の黄変等の品質不良
を生ずるおそれがあると共に、火災発生の危険があるた
め、炉内に発生した有害悪臭成分を含む排ガスを排気ダ
クト５に介装された排気ファン６で炉外に吸引排出する
ようにしている。

また、公害防止の観点から、排気ダクト５を通じて吸引
排出される排ガスは触媒燃焼式の脱臭処理装置７に送給
され、当該脱臭処理装置７内に設けたバーナ８で所定の
反応温度（通常、３００〜４００℃）に加熱された触媒
９に通して有害悪臭成分を酸化分解させ、清浄な脱臭ガ
スにしてから外部に放出させている。

しかし、従来においＣは、排気ファン６の排気量を、自
動車ボディ４，４−が乾燥炉１内を例えば約２０ｍ間隔
で間断なく連続的に搬送された場合に予想される最大の
排ガス濃度に合わせて一定に設定しているため、乾燥炉
１内の昇温を開始する乾燥装置の起動時や、自動車ボデ
ィ４の搬送数量が減少して排ガス発生量が少なった時に
も大量の排気が排気ダクト５から必要以上に吸引排出さ
れている。したがって、排気ファン６の電力費が嵩むと
同時に、昇温時における炉内の熱ロスが非常に大きくな
って熱風を加熱するバーナ３のガス燃料費が嵩み、また
排ガス濃度の低い排気が脱臭処理装置７に送給されるか
ら、排ガス中の可燃性成分が酸化分解して発生ずる酸化
燃焼熱によって触媒９を加熱することができなくなり、
当該触媒９を所定の反応温度に加熱するバーナ８のガス
燃料費も嵩むという問題があった。

そこで本出願人は、実願昭５９−１２７０３１号（実開
昭６１−４４２７７号）において、炉内の排ガス濃度を
検出し、検出された排ガス濃度に応じて排気ファン６の
回転数を可変制御することにより、排気ファン６の電力
費や脱臭処理装置７に設けたバーナ８のガス燃料費等を
節減して省エネルギー化を図る塗装用乾燥炉を提案した
。

しかしながら、このように単に炉内の排ガス濃度に応じ
て排気ファン６の回転数を可変制御して排気量を増減変
更すると、炉内における給排気のバランスが崩れて、乾
燥炉１の両端に形成された出入口から熱風が大量に漏洩
して熱ロスを生じると共に、漏洩した熱風中に含まれる
有害悪臭成分によって周辺環境が汚染されたり、逆に乾
燥炉１内に多量の冷たい外気が侵入して炉内の温度分布
が崩れ、塗膜品質を…なうという新たな問題が生じた。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、乾燥炉内の昇温を開始する乾燥装置の
起動時などのように、炉内における排ガス発生量が非常
に少ない時には、炉内の排ガスを吸引排出させる排気フ
ァンの排気量を一定量に低減させて、当該排気ファンの
電力費等を節減して省エネルギー化を図り、また乾燥炉
内が所定の温度に昇温された後は、例えば乾燥炉内を搬
送される被塗物の数量によって変化する排ガス濃度に応
じて排気ファンの排気量を増減させて省エネルギー化を
図り、しかも何れの場合にも炉内における給排気のバラ
ンスが保たれ′Ｃ１乾燥炉の出入口から炉内の排ガスが
漏洩したり、炉内に外気が侵入することを確実に防止で
きる乾燥装置の運転方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

この目的を達成するために、本発明は、バーナで加熱し
た熱風を塗装乾燥炉内に循環供給すると共に、当該乾燥
炉内に発生した排ガスを排ガス濃度に応じた排気量で回
転せられる排気ファンによって吸引排出するようにした
乾燥装置の運転方法において、排ガス濃度が塗膜に悪影
響を及ぼさない一定値以下の時には、前記バーナに供給
される燃焼用空気の導入量に相当する排気量で前記排気
ファンを回転させ、排ガス濃度が前記一定値を超えた時
には、当該排ガス濃度の変化に応じて前記排気ファンの
排気量を増減させると同時に、増減される排気ファンの
排気■と前記燃焼用空気の導入量との差に相当する■の
加熱された新鮮空気を炉内に供給することを特徴とする
。

〔発明の作用〕

本発明によれば、乾燥炉内の排ガス濃度が塗膜に悪影響
を及ぼさない−・定値以下の状態にある乾燥装置の起動
時には、炉内に循環供給する熱風を加熱するバーナに供
給される燃焼用空気の導入量に相当する非常に少ない排
気量で排気ファンを回転させるから、当該排気ファンの
電力費を大幅に節減できると同時に、炉内を加熱する熱
風の熱ロスが著しく低減される。また、前記バーナに供
給される燃焼用空気の導入量と排気ファンの排気量との
給排気バランスが保たれて外気の侵入が防止されるから
、熱風を加熱するバーナのガス燃料費を大幅に節減する
ことができると同時に、炉内を均一に昇温させることが
できる。

また、炉内の排ガス濃度が一定値を超えた時には、排ガ
ス濃度に応じて排気ファンの排気量を増減させて当該排
気ファンの電力費等を節減することができると同時に、
増減される排気ファンの排気量と、熱風を加熱するバー
ナに供給される燃焼用空気の導入■との差に相当する量
の加熱された新鮮空気を炉内に（共給するようにしてい
るから、排ガス濃度に応じ゛ζ排気ファンの排気量を増
減させても常に炉内の給排気バランスが保たれる。

したがって、乾燥炉の出入口から炉内の排ガスが漏洩し
て周辺環境を悪化させたり、乾燥炉内に外気が侵入して
炉内の温度分布を崩すことが確実に防止される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

第１図は本発明方法を適用する乾燥装置の一例を示すフ
ローシート図である。

なお、第２図との共通部分については同一符号を付して
詳細説明は省略する。

第１図においては、乾燥炉ｌの入口ｌａ側に、炉内に搬
入された被塗物の塗膜を熱風循環ダクト１０．１０の表
面から放射される輻射熱によって加熱する暗赤ゾーンが
設りられ、当該暗赤ゾーンの後段から乾燥炉１の出口１
ｂ側にかけては、炉内に熱風を直接吹き出させて被塗物
の塗膜を加熱させる対流ゾーンが設けられている。

暗赤ゾーンに設Ｕられた各熱風循環ダク１−１０には、
夫々バーナ１１と熱風循環ファン１２を介装した熱風循
環系Ｎ゛が接続されている。

対流ゾーンは、更に複数のゾーンに形成されて各ゾーン
ごとに夫々熱風循環ファン２．バーナ３を介装した熱風
循環系Ｎ、Ｎ−が設けられている。

これら各熱風循環系Ｎは、熱風循環ファン２によりリタ
ーンダクト１３を通じて吸引した炉内の熱風をバーナ３
で加熱し、フィルタ１４で除塵してサブライダク１−１
５から再び炉内に循環供給するように成されている。ま
た、バーナ３にはブロアー１６から燃焼用空気が供給さ
れるように成され、サプライダクト１５にはパージダク
ト１７が分岐接続され、パージダンパ１８．１９の切換
により、乾燥装置の運転開始時及び終了時にパージダク
）１７から炉内の空気を外部に放出するように成されて
いる。

なお、熱風循環系Ｎ゛にも、熱風循環系Ｎと同様にパー
ジダクトｌ　７”が接続され、パージダンパ１８’、１
９’　の切換によっ”ζ、乾燥装置の運転開始時及び終
了時にパージダクト１７゛から熱風循環ダクｌ−１０内
の空気を外部に放出するように成されている。

また、炉内の排ガスを吸引排出させる排気ファン６を介
装した排気ダクト５と脱臭処理装置７との間には、排気
ダクト５から脱臭処理装置７に送給される排ガスを予熱
する熱交換器２０が介装され、当該熱交換器２０を通っ
た排ガスがバーナ８で所定の反応温度（通常、約３５０
〜４５０℃）に加熱された触媒９に送られ、当該触媒９
を通じて脱臭処理された高温の脱臭ガスが前記熱交換器
２０に送り込まれて排気ダクト５から送給される排ガス
の予熱に供されるように成されている。

また、このように排ガスの予熱に供された高温の脱臭ガ
スは、給気ファン２１によって吸引した新鮮空気を熱風
循環系Ｎ、Ｎ−のリターンダクト１３内に導入する給気
ダクト２２に介装された熱交換器２３に通されて、新鮮
空気の加熱に供してから外部に放出されるように成され
ている。

また、排気ダクト５内には、炉内から排出される排ガス
中に含まれた炭化水素ガス、可燃性ガス等の濃度を検出
する半導体ガスセンサ２４が設けられると共に、当該ガ
スセンサ２４の検出信号が入力される排ガス濃度計２５
からは、排気ファン６を駆動するモータ２６の回転数を
無段変速させるインバータ２７と、給気ファン２１を駆
動するモータ２８の回転数を無段変速させるインバータ
２９に対して、夫々各モータ２６．２Ｂの回転数を排ガ
ス濃度に応じて可変調節する制御信号が出力されるよう
に成されている。

以上が、第１図に示す乾燥装置の構成であり、次に当該
乾燥装置に適用した本発明方法について説明する。

乾燥装置の運転開始時には、装置全体を起動させる前に
、まず対流ゾーンの熱風循環系Ｎ、Ｎ−・・に介装され
たパージダンパ１８を開放しパージダンパ１９を閉じ”
Ｃ熱風循環ファン２を稼動させ、炉内の空気をパージダ
クト１７を通じて外部に放出させると共に、暗赤ゾーン
の熱風循環系Ｎ′。

Ｎ゛に介装されたパージダンパ１８゛を開放しパージダ
ンパ１９’を閉じて熱風循環ファン１２を稼動させ、熱
風循環ダクト１０内の空気もパージダクト１７゛を通じ
て外部に放出させる。

これにより乾燥炉１内に滞留した空気と、乾燥炉１内に
設けた熱風循環ダクト１０内に滞留した空気が総て排出
されると、乾燥装置全体を起動させ、各パージダンパ１
８．１８’　を閉じてパージダンパ１９．１９’を開放
すると共に、各バーナ３及び１１を点火し、バーナ３で
加熱された熱風を熱風循環ファン２により乾燥炉１内に
循環供給させて炉内雰囲気を加熱開始すると同時に、バ
ーナ１１で加熱された熱風を乾燥炉１内に設けた熱風循
環ダクトＩＯ内に循環供給させて当該ダクト１０から放
射される輻射熱で炉内雰囲気を間接加熱する。

また、これと同時に、ブロアー１６からバーナ３に供給
される燃焼用空気の導入量に相当する排気量で排気ファ
ン６を回転させて、バーナ３を介して炉内に導入される
燃焼用空気と同量の排ガスを吸引排出させる。

即ち、排気ダクト５内に設けられたガスセンサ２４で検
出した排ガス濃度が、乾燥炉１内に搬入される被塗物の
塗膜に悪影響を及ぼさない一定値以下（通常、約３０ｐ
ｐｍ以下）の時には、排ガス濃度計２５からインバータ
２７に対して、バーナ３．３−に供給する燃焼用空気の
導入量に相当する排気量で排気ファン６を回転させる制
御信号を出力させる。

これにより、乾燥炉１内の壁面等に付着したヤニ状物質
が蒸発して発生ずる低濃度の排ガスが、バーナ３の燃焼
用空気導入量に相当する非常に少ない排気量で排出され
るから、排気ファン６の電力費を節減し得るだけでなく
、炉内に循環供給される熱風の熱ロスが著しく低減され
て当該熱風を加熱するバーナ３のガス燃料費を大幅に節
減できると共に、脱臭処理装置７に送給する排気の排ガ
ス濃度が低下するごともないから排ガスの酸化燃焼熱が
有効利用されて触媒９を加熱するバーナ８のガス燃料費
も節減される。

また、乾燥炉１内の給排気バランスがとれているから、
乾燥か１の出入口１ａ、ｌｂから炉外に熱風が漏洩した
り、冷たい外気が炉内に侵入することも防止され、炉内
を均一に加熱昇温させることができる。

このように加熱昇温される乾燥炉１内には、温度上昇に
伴って排ガス発生量が漸次増大する。

そして、炉内の温度が例えば約１５０℃に上昇して、ガ
スセンサ２４で検出される排ガス濃度が一定値である３
０ｐｐｍを超えた時には、排ガス濃度計２５から排気フ
ァン６の回転数を可変調節するインバータ２７に対して
、排気ファン６の排気量を排ガス濃度の上昇に応じて増
大させる制御信号を出力させる。

これと同時に、排ガス濃度計２５から給気ファン２１の
稼動を開始させる制御信号が出力されると共に、当該排
ガス濃度計２５で制御されるインバータ２９により、給
気ファン２１０回転数が、排ガス濃度に応じて増大され
た排気ファン６の排気量とバーナ３，３・−・の燃焼用
空気導入量との差に相当する給気量になるように可変調
節される。

これにより、炉内には排気ファン６で排出する排ガスの
排気量と同量の空気が、給気ファン２１及びブロアー１
６．１６−から供給されることとなる。したがって、炉
内における給排気のバランスが崩れないから、乾燥炉ｌ
の出入口１ａ、ｌｂから炉外に排ガスが漏洩して周辺環
境を汚染させたり、炉内に冷たい外気が侵入して炉内の
温度分布が崩れたりすることが防止される。特に、給気
ファン２１によって炉内に送給する新鮮空気は、給気ダ
クト２２に介装された熱交換器２３を通って、脱臭処理
装置７から排出された高温の脱臭ガスとの熱交換により
加熱して熱風循環系Ｎ、Ｎ−・−内に導入されるから、
当該熱風循環系Ｎ内に介装したバーナ３の燃焼量を増大
させる必要もない。

即ち、排気ファン６で炉内から吸引排出されて脱臭処理
装置７に送給される排ガスは、バーナ８によって所定の
反応温度（通常、３５０〜４５０℃）に加熱した触媒９
に通されて有害悪臭成分が酸化分解され、その際の酸化
燃焼熱で約４５０〜５２０℃の高温に加熱された脱臭ガ
スが、熱交換器２０を通して排気ダクト５から排出され
る排ガスとの熱交換に供され、当該排ガスを触媒９の反
応温度に近い例えば２５０〜３００℃程度に予熱した後
に、給気ダクト２２に介装された熱交換器２３に通され
て、給気ファン２１によって熱風循環系Ｎ、Ｎ−のリタ
ーンダクト１３内に導入される新鮮空気との熱交換にも
供されて、常温の新鮮空気を例えば１９０℃程度に加熱
してから外部に放出されるようになされ、脱臭処理装置
７から排出される脱臭ガスの排熱の有効利用が図られて
いる。

したがって、給気ダクト２２を通じて熱風循環系Ｎ、Ｎ
−内に新鮮空気を導入してもバーナ３の熱負荷が増大す
ることはなく、また場合によっては炉内の焼付温度もし
くはそれ以上に高温の新鮮空気を導入してバーナ３の燃
焼■を低減させることもできる。

そして、炉内の温度が所定の焼付温度である約１５０〜
２００℃に達すると、炉内に被塗物を搬入して塗膜の焼
付乾燥を行う。

この際、被塗物を例えば２０ｍピッチの所定間隔で間断
なく連続的に搬送すると、被塗物の塗膜から大量の有害
悪臭成分が発生して炉内の排ガス濃度が最高約５００ｐ
ｐｍ程度にまで上昇するが、この排ガス濃度に応じて上
述した如く排気ファン６の排気量が増大される。

また、被塗物の搬送数■が変動して排ガス濃度が変化す
ると、当該排ガス濃度の高低に応じて排気ファン６の排
気量が増減され、当該排気ファン６の電力費が節減され
ると共に、触媒９を加熱するバーナ８のガス燃料費が節
減される。また、増減される排気ファン６の排気量と、
バーナ３，３−に供給される燃焼用空気の導入量との差
に相当する給気量で給気ファン２１が回転されて炉内の
給排気バランスが保たれているから、炉内の排ガスが乾
燥炉１の入口１ａ及び出ＩＮ　ｌ　ｂから漏洩して周辺
環境を汚染したり、炉内に外気が侵入して炉内の温度分
布が崩れたりすることが確実に防止される。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明方法によれば、炉内を昇温さ
せる乾燥装置の起動時などのように排ガス濃度が塗膜に
影響を及ぼさない一定値以下の時には、乾燥炉内に発生
した排ガスが、炉内に循環供給する熱風を加熱するバー
ナに供給される燃焼用空気の導入量に相当する非常に少
ない排気量で排出されるから、排ガスを排出する排気フ
ァンの電力費を節減し得るだｊＪでなく、炉内に循環供
給される熱風の熱ロスが著しく低減されて熱風を加熱す
るバーナのガス燃料費を大幅に節減できる。

また、乾燥炉内の給排気バランスがとれているから、乾
燥炉の出入口から排ガスが漏洩して周辺環境を悪化させ
たり、炉内に外気が侵入して炉内の温度分布が崩れたり
することも確実に防止することができる。

また、炉内の排ガス濃度が一定値を超えた時には、排ガ
ス濃度に応じて排気ファンの排気量を増減させて当該排
気ファンの電力費等を節減することができると同時に、
増減される排気量と熱風を加熱するバーナに供給される
燃焼用空気の導入量との差に相当する量の加熱した新鮮
空気を炉内に供給するようにしているから、排ガス濃度
に応じて排気ファンの排気量を増減させても炉内の給排
気バランスが崩れることがなく、この場合にも乾燥炉の
出入口から炉内の排ガスが漏洩して周辺環境を悪化させ
たり、炉内に外気が侵入して炉内の温度分布を崩すこと
が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用する乾燥装置の一例を示すフ
ローシート図、第２図は従来方法を説明するために示す
乾燥装置のフローシート図である。 符号の説明 １−乾燥炉、２−熱風循環ファン、３−バーナ、５−排
気ダクト、６−・・排気ファン、７−脱臭処理装置、８
・−バーナ、９−触媒、１６−ブロアー、２１−・・給
気ファン、２２−給気ダクト、２３−・熱交換器、２４
−ガスセンサ、２５−・ガス濃度計、２６−モータ、２
７−インバータ、２８−モータ、２９−・−インバータ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　バーナで加熱した熱風を塗装乾燥炉内に循環供給する
   と共に、当該乾燥炉内に発生した排ガスを排ガス濃度に
   応じた排気量で回転せられる排気ファンによって吸引排
   出するようにした乾燥装置の運転方法において、排ガス
   濃度が塗膜に悪影響を及ぼさない一定値以下の時には、
   前記バーナに供給される燃焼用空気の導入量に相当する
   排気量で前記排気ファンを回転させ、排ガス濃度が前記
   一定値を超えた時には、当該排ガス濃度の変化に応じて
   前記排気ファンの排気量を増減させると同時に、増減さ
   れる排気ファンの排気量と前記燃焼用空気の導入量との
   差に相当する量の加熱された新鮮空気を炉内に供給する
   ことを特徴とする乾燥装置の運転方法。