JPS6349331Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、炉内に発生する有害悪臭物質が含ま
れた排ガスを触媒燃焼式の脱臭装置に送給して処
理すると共に、熱風循環径路を通じて炉内に循環
対流せられる空気を脱臭装置から排出される高温
の処理ガスを利用して加熱するように成された塗
装用乾燥炉に関する。

〔従来の技術〕

塗装用乾燥炉の炉内で加熱乾燥される被塗物の
塗膜からは、ベンゼン，トルエン，キシレンある
いはトリクロルエチレン等の有害悪臭物質が蒸発
する。

特に、自動車ボデイの仕上げ乾燥を行う焼付乾
燥炉にあつては、炉内を通常150℃〜160℃（カチ
オン塗料の場合は、180℃〜200℃）程度の高温に
加熱して塗膜を反応硬化させるため、塗料中から
フエノール，ホルマリン，エポキシ樹脂の硬化剤
等のアミン化合物が解離して有害物質が発生する
と共に、塗膜から蒸発した有機溶剤やホルムアル
デヒドあるいは塗料樹脂の未反応物質等が熱分解
されて悪臭成分が発生する。

そして、このような有害悪臭物質の炉内濃度が
高まると、塗膜の黄変や乾燥不良を生じて塗装品
質が損なわれると同時に、作業環境も悪化すると
いう弊害を生ずる。

したがつて、炉内に発生した有害悪臭物質を炉
外に排出しなければならないが、公害発生防止の
観点から炉内の排ガスをそのまま大気中に放出す
ることはできないため、通常はこれを触媒燃焼式
の脱臭装置に送給して、排ガス中の有害悪臭成分
を触媒により約300℃〜400℃の反応温度で酸化分
解させ、最終的に炭酸ガスと水に変化させて無害
無臭化した状態で外部に放出するようにしてい
る。

ところで、このように炉内の排ガスを触媒燃焼
式の脱臭装置で脱臭浄化処理した後の処理ガス
は、触媒の反応温度である300℃以上の高温に加
熱されているため、これを熱風循環式乾燥炉の加
熱源として有効利用する試みが提案されている
（特公昭59−12946号参照）。

その一つは、熱風循環径路に介装された熱交換
器で加熱した空気を炉内に循環対流させる間接加
熱式の乾燥炉において、脱臭装置から排出される
高温の処理ガスを前記熱交換器に送り込んでこれ
を加熱源として用いた後に外部に放出することに
より廃熱の有効利用を図るものである。

もう一つは、触媒燃焼法による場合には直接燃
焼法の場合よりも反応温度が低く、塗膜の黄変原
因となる窒素酸化物（NOx）等の発生量が少な
いことに鑑みて、炉内の空気を循環対流させてい
る熱風循環径路内に加熱源となる前記処理ガスを
直接導入するものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、このように触媒燃焼式の脱臭装置から
排出される高温の処理ガスを熱風循環式乾燥炉の
加熱源として使用する場合には、炉内の加熱に要
する燃料費を節減できるという効用がある反面、
炉内に搬入される自動車ボデイ等の被塗物の数量
変化によつて触媒の加熱温度が変動し、例えば被
塗物の数量が増加して炉内の熱負荷が増大した場
合には、触媒の反応温度が異常に低下して酸化分
解不良を起こすという欠点があつた。

また、被塗物の塗膜を焼付乾燥する焼付乾燥炉
にあつては、炉内温度が低すぎると塗膜の乾燥不
良を生じ、炉内温度が高すぎると塗膜のオーバー
ベイク現象を生ずるおそれがあるので、炉内を常
に一定の温度に維持する必要がある。

このため、例えばカチオン塗料の焼付乾燥を行
う場合には、脱臭装置に設けられた触媒を加熱す
る触媒加熱用バーナの燃焼量を炉内に搬入される
被塗物の数量変化に応じて調節し、被塗物の数量
が増加した時には炉内温度が180℃以下に低下し
ないように触媒加熱用バーナの燃焼量を増大さ
せ、また、被塗物の数量が減少した時には炉内が
200℃以上に過熱されて塗膜のオーバーベイク現
象を生じないように触媒加熱用バーナの燃焼量を
減少させなければならない。

しかし、炉内温度が180℃以下に低下すること
を防止せんとして触媒加熱用バーナの燃焼量を増
大させると、反応熱が大きくなりすぎて触媒の制
限温度を超え、触媒性能を劣化させてしまうとい
う問題が生ずる。

また、炉内が200℃以上に過熱されることを防
止せんとして触媒加熱用バーナの燃焼量を減少さ
せると、触媒の加熱温度がその反応温度である
300℃以下に低下せられて酸化分解能力が充分に
発揮されなくなり、排ガス中に含まれる有害悪臭
物質の不完全燃焼によつて生じた異物等が触媒層
に付着沈積されて詰まりや傷みを生じ、高価な触
媒の耐久寿命が著しく短くなるという問題がある
ことが判明した。

そこで本考案は、炉内に搬入される被塗物の数
量変化にかかわらず、脱臭装置に設けられた触媒
を常に一定の反応温度に維持して触媒の性能劣化
や耐久性低下を防止すると同時に、炉内温度を常
に一定の設定温度に維持して塗膜の乾燥不良やオ
ーバーベイクを防止することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本考案は、炉体内
から排気ダクトを通じて排出される排ガスが、触
媒燃焼式の脱臭装置に送給され、当該脱臭装置で
前記排ガスを脱臭浄化処理して得られた高温の処
理ガスが、熱風循環径路を通じて炉体内に循環対
流せられる空気の加熱に供される塗装用乾燥炉に
おいて、前記脱臭装置の触媒を加熱する触媒加熱
用バーナが、炉体内の温度変化にかかわらず触媒
を常に一定の反応温度に維持する燃焼量で燃焼せ
られると共に、前記熱風循環径路には、炉体内の
温度変化に応じて燃焼量を増減することにより炉
体内を常に一定の設定温度に維持する温度制御用
の補助バーナが介装されていることを特徴とす
る。

〔作用〕

本考案によれば、炉内から排出される排ガスを
触媒燃焼式の脱臭装置で脱臭浄化処理して得られ
た高温の処理ガスと、熱風循環径路に介装された
温度制御用の補助バーナから発生する燃焼ガスと
によつて加熱された熱風を炉内に循環対流させて
被塗物の加熱乾燥が行われる。

そして、炉内に搬入される被塗物の数量が増加
して炉内の熱負荷が増大した時には、前記補助バ
ーナの燃焼量のみが増大して炉内温度の低下が防
止され、塗膜の乾燥不良が防止される。

また、被塗物の数量が少なくなつて炉内の熱負
荷が減少した時にも前記補助バーナの燃焼量のみ
が減少して炉内温度の上昇が防止され、炉内の過
熱による塗膜のオーバーベイクが防止される。

これにより、触媒加熱用バーナの燃焼量を炉内
温度の変化に応じて増減させることなく、触媒は
常に一定の反応温度に維持されるから、反応温度
の低下によつてその酸化分解能力や耐久性が損な
われたり、過熱による性能劣化を生ずることが防
止される。

〔実施例 〕 以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的
に説明する。

第１図は、本考案による塗装用乾燥炉の一例を
示すフローシート図である。

図中、１は炉体２内に発生した有害悪臭物質を
含む排ガスを吸引排出する排気ダクト、３は触媒
４を設けた反応器５と、触媒４を350℃前後の反
応温度に加熱する触媒加熱用バーナ６とから成る
触媒燃焼式の脱臭装置であつて、フアン７により
排気ダクト１を通じて炉体２内から送給される排
ガスを脱臭浄化処理するように成されている。

Ｎは、排気ダクト１と一部通路を共用している
リターンダクト８から吸引された炉体２内の空気
を160℃〜170℃に加熱してサプライダクト９から
再び炉体２内に循環対流させる熱風循環径路であ
つて、その径路中には熱風循環フアン１０と温度
制御用の補助バーナ１１が介装されている。

そして、この熱風循環径路Ｎには、脱臭装置３
で排ガスを脱臭浄化処理して得られた高温の処理
ガスが排出されるダクト１２が接続されている。

温度制御用の補助バーナ１１は、ブロアー１３
から燃焼用空気の供給を受けて塵埃や不純物の発
生が少ない都市ガスやLPガス等の比較的クリー
ンな燃料を燃焼させるバーナが用いられ、炉体２
内に配設された温度安全リミツトスイツチや温度
制御ポテンシヤルメータ等から成る制御装置１４
からの操作信号CMによつて燃焼量が制御される
ように成されている。

また、触媒加熱用バーナ６も、ブロアー１５か
ら燃焼用空気の供給を受けて都市ガスやLPガス
等のクリーンな燃料を燃焼させるバーナが用いら
れ、炉体２内の温度変化にかかわらず触媒４を常
に適正な反応温度（350℃前後）に維持する燃焼
量で燃焼するように成されている。

以上が、本考案による塗装用乾燥炉の一例構成
であり、次にその作用効果について説明する。

まず、炉体２内を予熱する昇温時においては、
触媒４を常に一定の温度に加熱する触媒加熱用バ
ーナ６を燃焼させると共に、フアン７を稼動させ
て、排気ダクト１から吸引排出した炉内空気を触
媒加熱用バーナ６の燃焼ガスで加熱し、これをダ
クト１２を通じて熱風循環径路Ｎ内に供給する。

また、これと同時に、熱風循環径路Ｎに介装さ
れた温度制御用の補助バーナ１１を燃焼させると
共に、熱風循環フアン１０を稼動させて、リター
ンダクト８から吸引した炉内空気を触媒加熱用バ
ーナ６で加熱された熱空気と補助バーナ１１の燃
焼ガスとによつて加熱し、これをサプライダクト
９を通じて炉体２内に循環対流させ、炉体２内の
雰囲気を所定の設定温度（150℃〜160℃）まで加
熱する。

これにより、昇温時においては、脱臭装置３に
設けられた触媒加熱用バーナ６と、熱風循環径路
Ｎに介装された温度制御用の補助バーナ１１の双
方から発生する燃焼ガスによつて炉内空気が加熱
されることとなるから、炉内の予熱に要する時間
が従来よりも大幅に短縮されて乾燥炉の運転開始
時における立ち上げを早くすることができる。

そして、炉体２内が設定温度である150℃以上
に達すると、それまで増大せられていた補助バー
ナ１１の燃焼量が炉内温度を検出している制御装
置１４からの操作信号CMによつ低減され、この
状態で炉体２内への被塗物１６の搬入を開始し
て、連続的に搬入される被塗物１６，１６…の塗
膜を加熱乾燥させる。

この際、150℃〜160℃の高温に加熱された被塗
物１６の塗膜から有害悪臭物質が発生して炉内空
気が汚染される。

そして、この有害悪臭物質を含んだ汚染空気
は、排ガスとして排気ダクト１を通じて炉本体２
外に吸引排出され、触媒加熱用バーナ６によつて
常に350℃前後の反応温度に加熱されている触媒
４に接触して有害悪臭物質が酸化分解される。

また、触媒４によつて有害悪臭物質を酸化分解
して得られた高温の処理ガスは、フアン７により
ダクト１２を通じて熱風循環径路Ｎ内に送られ、
リターンダクト８から吸引された炉内空気の加熱
に供されてサプライダクト９から直接炉体２内に
循環対流される。

この時、炉体２内に搬入される被塗物１６の数
量が少なく、炉内の熱負荷が著しく小さい場合に
は、脱臭装置３から熱風循環径路Ｎ内に送給され
る処理ガスのみによつて炉内を設定温度に維持す
ることができるから、補助バーナ１１の燃焼量を
極限まで減少させて省エネルギー化を図ることが
できる。

また、炉体２内に搬入される被塗物１６の数量
が増加して炉内の熱負荷が増大し、炉内温度が設
定温度以下に低下せんとした場合には、制御装置
１４から出力される操作信号CMにより補助バー
ナ１１の燃焼量が増大されて炉内温度が上昇され
る。そして、炉内温度の上昇が一定以上に達する
と、制御装置１４から補助バーナ１１の燃焼量を
低減させる操作信号CMが出力されて、炉内温度
の上昇が停止される。

このようにすれば、炉体２内に搬入される被塗
物１６の数量が減少して炉内温度が上昇した時
に、触媒加熱用バーナ６の燃焼量を減少させるこ
となく炉内の過熱を防止できるから、反応温度の
低下により触媒４の酸化分解能力や耐久性が損な
われることがなくなる。

また、炉体２内に搬入される被塗物１６の数量
が増加して炉内温度が低下した時に、触媒加熱用
バーナ６の燃焼量を増大させることなく炉内の温
度低下を防止できるから、触媒４の過熱による性
能劣下を生ずることもなくなる。

〔実施例 〕 なお、上述の実施例においては、脱臭装置３か
ら排出される高温の処理ガスを熱風循環径路Ｎ内
に直接送り込む直接加熱式の乾燥炉について説明
したが、本考案はこれに限らず、第２図に示すよ
うに高温の処理ガスを熱風循環径路Ｎに介装され
た熱交換器１７に送り込み、リターンダクト８か
ら吸引された炉内空気との熱交換に供して外部に
放出させる間接加熱式の乾燥炉であつてもよい。

すなわち、第２図は、本考案による塗装用乾燥
炉の他の例を示すフローシート図であり、第１図
との共通部分については同一符号を付して詳細説
明は省略するが、本例ではリターンダクト８から
吸引された炉内空気が、ダクト１２を通じて熱交
換器１７内に送り込まれる高温の処理ガスとの熱
交換によつて間接的に加熱されるように成されて
いる。

この場合も、炉体２内が常に一定の設定温度に
維持されて被塗物１６の塗膜の乾燥不良やオーバ
ーベイクが防止されると同時に、触媒４の酸化分
解能力や耐久性を損なつたり、性能劣化を生ずる
ことが防止される。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、炉内に搬
入される被塗物の数量が増加して熱負荷が増大し
た時には、熱風循環径路に介装された温度制御用
の補助バーナの燃焼量のみが増大して炉内温度の
低下が防止され、塗膜の乾燥不良が防止される。

また、被塗物の数量が少なくなつて熱負荷が減
少した時には、前記補助バーナの燃焼量のみが減
少して炉内温度の上昇が防止され、炉内の過熱に
よ塗膜のオーバーベイクが防止される。

したがつて、炉内温度の変化に応じて触媒加熱
用バーナの燃焼量を増減させる必要がなく、触媒
は常に一定の反応温度に維持されるから、触媒の
加熱温度がその反応温度以下に低下することがな
く、常にその酸化分解能力を充分発揮し得る適正
な温度に加熱されて分解不良に起因する触媒の詰
まりや傷みの発生が防止されると共に、過熱によ
る性能劣下も防止され、触媒の耐久性を大幅に向
上させることができるという大変優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本考案による塗装用乾
燥炉の実施例を示すフローシート図である。 符号の説明、１……排気ダクト、２……炉体、
３……脱臭装置、４……触媒、６……触媒加熱用
バーナ、７……フアン、Ｎ……熱風循環径路、１
０……熱風循環フアン、１１……温度制御用の補
助バーナ、１２……ダクト、１４……制御装置、
CM……操作信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉体２内から排気ダクト１を通じて排出される
   排ガスが、触媒燃焼式の脱臭装置３に送給され、
   当該脱臭装置３で前記排ガスを脱臭浄化処理して
   得られた高温の処理ガスが、熱風循環径路Ｎを通
   じて炉体２内に循環対流せられる空気の加熱に供
   される塗装用乾燥炉において、脱臭装置３の触媒
   ４を加熱する触媒加熱用バーナ６が、炉体２内の
   温度変化にかかわらず触媒４を常に一定の反応温
   度に維持する燃焼量で燃焼せられると共に、熱風
   循環径路Ｎには、炉体２内の温度変化に応じて燃
   焼量を増減することにより炉体２内を常に一定の
   設定温度に維持する温度制御用の補助バーナ１１
   が介装されていることを特徴とする塗装用乾燥
   炉。