WO2019212058A1 - ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法 - Google Patents

ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019212058A1
WO2019212058A1 PCT/JP2019/018125 JP2019018125W WO2019212058A1 WO 2019212058 A1 WO2019212058 A1 WO 2019212058A1 JP 2019018125 W JP2019018125 W JP 2019018125W WO 2019212058 A1 WO2019212058 A1 WO 2019212058A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nozzle
discharge port
drying apparatus
protrusion
area
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/018125
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩明 打田
眞理 辻
Original Assignee
ユニバーサル製缶株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ユニバーサル製缶株式会社 filed Critical ユニバーサル製缶株式会社
Priority to DE112019002259.8T priority Critical patent/DE112019002259B4/de
Priority to GB2018847.0A priority patent/GB2588545B/en
Priority to US17/051,374 priority patent/US11920863B2/en
Priority to CN201980029469.9A priority patent/CN112074701B/zh
Publication of WO2019212058A1 publication Critical patent/WO2019212058A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/04Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour circulating over or surrounding the materials or objects to be dried
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/14Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation involving heating or cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F26B15/18Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of materials being carried by endless belts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/004Nozzle assemblies; Air knives; Air distributors; Blow boxes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/006Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects the gas supply or exhaust being effected through hollow spaces or cores in the materials or objects, e.g. tubes, pipes, bottles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air

Definitions

  • the present invention relates to a nozzle, a drying device, and a method for manufacturing a can body.
  • An inside bake oven for drying a bottomed cylindrical can body is a tunnel type oven that heats a can by carrying a certain amount of cans together on a resin or stainless steel conveyor net.
  • IBO inside bake oven
  • a type in which heating is performed in three regions (106, 108, 110) is the mainstream.
  • the can body 104 whose inner surface is coated with the thermosetting resin coating by the inside spray machine in the previous process is conveyed to the IBO 100 in a state where the upper opening is directed upward (hereinafter referred to as “placement”).
  • the cans 104 placed on the conveyor net 102 form a zigzag pattern in plan view, and pass through each region of the pre-tropical zone 106, the heating zone 108, the holding zone 110, and the cooling zone 114.
  • the pre-tropical zone 106 water and solvent are evaporated at about 100 ° C.
  • the can body 104 is made to reach a predetermined temperature.
  • the resin is crosslinked to make the molecular structure dense, and a coating film that satisfies the required performance is formed. In order to form a coating film that satisfies the required performance, it is necessary to ensure, for example, 190 ° C. ⁇ 60 sec. From the holding band 110, the air seal 112 is passed through, and the cooling band 114 cools the can from a temperature around 200 ° C., and is conveyed to the next step.
  • a nozzle main body 116 is provided at a predetermined position above the can body 104 placed on the conveyor net 102.
  • the nozzle body 116 includes a slit nozzle 117 that discharges a gas for drying the can body 104 in parallel to the longitudinal direction of the can body 104.
  • the slit nozzle 117 has a slit-like discharge port whose longitudinal direction is the direction orthogonal to the conveying direction of the can body 104, that is, the width direction of the conveyor net 102.
  • the discharge ports have a predetermined width (for example, 3 to 7 mm), and a plurality of discharge ports are arranged in the transport direction at regular intervals (for example, 75 to 90 mm).
  • the gas discharged from the slit nozzle 117 has a Reynolds number (hereinafter, “Re number”) of about 2000 (12 to 16 m / s at the discharge port).
  • Re number a Reynolds number of about 2000 (12 to 16 m / s at the discharge port.
  • the IBO 100 circulates the hot air heated by the burner by sucking outside air as a gas by a circulation fan.
  • the hot air is blown out from the upper blow nozzle 118 and is distributed and equalized over the entire area by sequentially passing through the punching plate 120 immediately after the blow nozzle 118 and the punching plate 122 immediately before the slit nozzle 117. . In this way, hot air with a uniform flow velocity blows out from the slit nozzle 117.
  • Patent Document 1 discloses a eddy current generating device in which a pair of corrugated plates are arranged so as to be spaced apart from each other so that their crests and troughs are orthogonal to each other. According to Patent Document 1, when air in a turbulent state generated by a vortex generator reaches a can body, the flow of air around the can body is disturbed, and moisture attached to the surface of the can body is efficiently dried. can do.
  • the slit nozzle of Patent Document 1 has a configuration in which the collision jet from the slit nozzle is intermittently blown into the can because the longitudinal direction of the discharge port is arranged in a direction orthogonal to the transport direction. .
  • the interval between the slit nozzles is larger than the outer diameter of the can, since there is an area (time) in which only natural convection heat is transferred, the drying efficiency is lower than that of a system in which a collision jet always flows.
  • the gap between the slit nozzles is smaller than the outer diameter of the can, it is estimated that there are areas where two impinging jets flow, making the flow in the can unstable, increasing energy consumption, and increasing initial equipment costs.
  • a second object of the present invention is to provide a method for producing a can that can further improve the quality of a coating film formed on the inner surface of the can.
  • the nozzle according to the present invention includes a slit-like discharge port at the tip of a pair of nozzle walls arranged to face each other with a predetermined gap, and protrudes toward the nozzle wall at the tip of the nozzle wall. And a plurality of protrusions.
  • the Reynolds number of the gas discharged from the discharge port is 1000 to 10,000, and the ratio of the area of the protrusion to the area of the gap between the protrusions is 1: 3 to 2: 1. Is preferred.
  • the Reynolds number of the gas discharged from the discharge port is preferably 1000 to 4000.
  • the protrusion has a rectangular shape when viewed from the discharge direction.
  • the protrusion has a triangular shape when viewed from the discharge direction.
  • a drying device is a drying device including a plurality of regions having different drying temperatures and a transport unit that transports a can body formed in a bottomed cylindrical shape into the plurality of regions. Each of the regions has the nozzle.
  • the drying apparatus it is preferable that at least one of the shape of the protrusion, the area of the protrusion, and the ratio of the area of the gap between the protrusions is different in the plurality of regions.
  • the plurality of regions are provided with a pre-tropical zone, a temperature rising zone, and a holding zone in order from the upstream along the transport direction, and the protrusions in the pre-tropical zone are viewed from the discharge direction.
  • a ratio of the area of the protrusions to the area of the gap between the protrusions is 1: 2, and the protrusions in the heating zone and the holding band are triangular when viewed from the discharge direction;
  • the ratio of the area of the protrusions to the area of the gap between the protrusions is preferably 1: 3.
  • the width of the discharge port is shorter than the radius of the can body.
  • a bottomed cylindrical can body in which a coating film of a thermosetting resin paint is formed on an inner surface is transferred into a plurality of regions having different drying temperatures
  • the step of baking the coating film includes the step of baking the coating film, wherein the step of baking the coating film has a slit-like discharge port at a tip of a pair of nozzle walls arranged to face each other at a predetermined interval, and a tip of the pair of nozzle walls Gas is discharged from a nozzle having a plurality of protrusions protruding toward the nozzle walls on the side.
  • the drying apparatus includes a transport unit that transports a can body formed in a bottomed cylindrical shape, and a nozzle having a slit-shaped discharge port that discharges gas toward the upper opening of the can body,
  • the longitudinal direction of the discharge port is parallel to the transport direction.
  • the discharge port is arranged at a position shifted from the center of the can body in the width direction of the transport unit.
  • the discharge port is (r / 3) ⁇ It is preferable to arrange in the range of D ⁇ r.
  • a suction port for sucking the gas is provided on the side opposite to the side where the discharge port is disposed across the center of the can body.
  • the transport unit has an alignment mechanism that aligns the can bodies in a line in the transport direction.
  • the nozzle includes a pair of nozzle walls arranged to face each other at a predetermined interval, and the discharge port at the tip of the nozzle wall, and the nozzle wall is disposed at the tip of the nozzle wall. It is preferable to have a plurality of protrusions protruding toward the nozzle wall.
  • hot air with improved straightness can be discharged from the nozzle.
  • the hot air discharged from the nozzle goes straight in one direction and can easily enter the inside of the can body. Therefore, the drying apparatus can dry the inside of the can body efficiently. Since the inside of the can body can be efficiently dried, according to the method for manufacturing a can body according to the present invention, the quality of the coating film formed on the inner surface of the can body can be further improved.
  • the longitudinal direction of the discharge port is arranged in parallel with the transport direction, the upper opening of the can body is continuously exposed to hot air, so that the inside of the can body can be efficiently dried. Can do.
  • FIG. 3A is a plan view of the nozzle
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a first example nozzle
  • FIG. 3B is a second example nozzle
  • FIG. 3C is a third example nozzle.
  • FIG. 5A is a figure which shows a modification (1)
  • FIG. 5B shows a modification (2). It is a figure where it uses for description of experimental data.
  • FIG. 8A is a visualized image obtained by photographing the gas that has passed through the nozzle when the Re number is 1000
  • FIG. 8A is the xy plane of the comparative example
  • FIG. 8B is the xy plane of the nozzle of the third example
  • FIG. 8D is a visualized image of the xz plane of the third example.
  • It is a graph which shows the result of having measured the velocity distribution in Re number 2000.
  • FIG. 11A is a visualized image obtained by photographing the gas that has passed through the nozzle of the first example when the Re number is 3000.
  • FIG. 11A is a visualized image on the xy plane
  • FIG. 11B is a visualized image on the xz plane. It is a graph which shows the result of having measured the velocity distribution in Re number 10,000.
  • FIG. 13A is a visualized image obtained by photographing the gas that has passed through the nozzle of the first example at a Re number of 10,000
  • FIG. 13A is a visualized image on the xy plane
  • FIG. 13B is a visualized image on the xz plane. It is a graph which shows the result of having measured the velocity distribution of the nozzle of modification (2) in Re number 2000.
  • FIG. 15A is a visualized image obtained by photographing a gas that has passed through a nozzle at a Re number of 2000
  • FIG. 15A is a visualized image obtained by photographing a gas that has passed through a nozzle at a Re number of 2000
  • FIG. 15A is a visualized image obtained by photographing a gas that has passed through a nozzle at a Re
  • FIG. 15A is an xy plane of a comparative example
  • FIG. 15B is an xy plane of a nozzle of a modified example (2)
  • FIG. 15D is a visualized image of the xz plane of the nozzle of modification (2).
  • It is a perspective view of the nozzle used for the drying apparatus of 2nd Embodiment. It is a top view of the said nozzle. It is sectional drawing with which it uses for description of an effect
  • FIG. 22A is a visualized image obtained by photographing the gas that has passed through the nozzle of the second embodiment.
  • FIG. 22A shows the nozzle near the left side of the can body
  • FIG. 22B shows the nozzle near the center left of the can body
  • FIG. 22C shows the nozzle in the center of the can body.
  • FIG. 22D is a visualized image when the nozzle is on the right side of the can body.
  • FIG. 23A is a plan view showing the position of the can body and the nozzle corresponding to each drawing of FIGS. 22A to 22D
  • FIG. D (r / 3) position
  • the drying apparatus of this embodiment is used in the coating process in the manufacturing method of a can body.
  • the outline of the manufacturing method of a can body is demonstrated.
  • the can manufactured by the can manufacturing method is formed by molding a 0.20 mm to 0.50 mm aluminum plate, for example, and a two-piece can or bottle filled and sealed with contents such as beverages. It is used for a can body.
  • a can body used for a two-piece can is described as an example.
  • the can body is manufactured by going through a punching and cupping process, a DI process, a trimming process, a cleaning process, a printing process, a painting process, a necking process, and a flanging process.
  • a thin cup-shaped body having a relatively large diameter is formed by drawing (capping process) while punching a thin plate made of an aluminum alloy material with a cupping press.
  • DI processing re-drawing and squeezing process
  • DI processing is performed on the cup-shaped body by a DI processing device to form a bottomed cylindrical can body having a can body and a bottom.
  • the can bottom of the can body is formed into a can bottom shape of the final can body.
  • the opening end of the can body is trimmed.
  • the opening end portion of the can formed by the DI processing apparatus has ears and is uneven in height.
  • the height of the peripheral wall along the can axis direction at the opening end portion is made uniform over the entire circumference.
  • the can body is cleaned and the lubricating oil and the like are removed, followed by surface treatment and drying.
  • a coating film is formed on the inner surface of the can body and the bottom of the can body.
  • a coating film is formed on the inner surface using a thermosetting resin paint (for example, epoxy-based paint), and the can body on which the coating film is formed is heated and dried by the drying apparatus according to the present embodiment. Bake on the inside.
  • a neck portion having a smooth inclined shape is formed at the opening end portion by necking using a necking die (diameter for reducing diameter).
  • a necking die necking die and guide block
  • Diameter processing is performed to form the neck portion.
  • a cylindrical flange portion is formed above the neck portion.
  • the flanged portion is flanged to form an annular flange portion that protrudes radially outward from the upper end of the neck portion and extends along the circumferential direction.
  • the can body is manufactured and transported to the subsequent process of the flanging process.
  • the inside of the can body is filled with contents such as a beverage, the can lid is wound around the flange portion, and the can body is sealed.
  • the drying apparatus 1 that dries the bottomed cylindrical can body 104 is a tunnel type oven in which a certain amount of the can body 104 is collectively conveyed by a conveyor net 102 made of resin or stainless steel and heat-treated.
  • the drying apparatus 1 is divided into three regions and heated.
  • the can body 104 whose inner surface is coated with the thermosetting resin paint by the inside spray machine in the previous step is conveyed to the drying apparatus 1 in a state in which the upper opening 105 is faced up.
  • the drying apparatus 1 is provided with a heating zone 108, a holding zone 110, and a cooling zone 114 in this order from the upstream side along the transport direction.
  • the pretropical zone 106 is provided ahead of the temperature rising zone 108 as needed.
  • the cans 104 placed on the conveyor net 102 as a transport unit are arranged in a lattice shape in a plan view and pass through each region of the pre-tropical zone 106, the heating zone 108, the holding zone 110, and the cooling zone 114.
  • water and solvent are evaporated at about 100 ° C.
  • the can body 104 is made to reach a predetermined temperature.
  • the resin is crosslinked to make the molecular structure dense, and a coating film that satisfies the required performance is formed.
  • a coating film that satisfies the required performance it is necessary to ensure, for example, 190 ° C. ⁇ 60 sec.
  • the air seal 112 is passed through, and the cooling band 114 cools the can from a temperature around 200 ° C., and is conveyed to the next step.
  • nozzle bodies 10 are respectively provided at predetermined positions above the can bodies 104 placed on the conveyor net 102.
  • the nozzle body 10 includes a nozzle 11 that discharges gas parallel to the longitudinal direction of the can body 104.
  • parallel is not limited to the state of being completely parallel, but includes the state of being slightly inclined from the state of being completely parallel.
  • the drying apparatus 1 draws outside air as a gas for drying the can body 104 and circulates hot air heated by a burner at about 100 ° C. to 255 ° C. by a circulation fan.
  • the hot air is blown out from the upper blowing nozzle 118, and sequentially passes through the punching plate 120 immediately after the blowing nozzle 118 and the punching plate 122 immediately before the nozzle 11, so that the hot air is dispersed and equalized over the entire region. In this way, hot air with a uniform flow velocity blows out from the nozzle 11.
  • the basic configuration of the drying device 1 is not limited to the example shown in FIG. 1, and can be applied to other forms using a so-called impinging jet.
  • the nozzle body 10 is provided with nozzles 11 at a predetermined interval.
  • the nozzle 11 includes a pair of nozzle walls 12 and 14 arranged to face each other with a predetermined interval (for example, 3 to 7 mm).
  • the conveyance direction is the x direction
  • the width direction of the conveyor net 102 as the conveyance unit is the y direction
  • the direction perpendicular to the conveyor net surface is the z direction.
  • the nozzle 11 has a flow path that guides the hot air that has passed through the punching plate 122 (FIG. 1) in one direction.
  • the flow path has a slit shape formed between the nozzle walls 12 and 14.
  • One direction is a hot air discharge direction.
  • the one direction is an arrow direction (z direction) in the figure, which is a direction parallel to the central axis of the bottomed cylindrical can body 104 placed in the right direction.
  • the length in one direction of the nozzle 11 can be selected as appropriate.
  • the nozzle walls 12 and 14 are formed of a pair of flat plates arranged at a predetermined interval.
  • the nozzle walls 12 and 14 are integrated with the top plate 13 at the base end.
  • the nozzle body 10 is formed with a nozzle 11 with a top plate 13 interposed therebetween.
  • the base end of the nozzle 11 is an inlet of hot air that has passed through the punching plate 122.
  • the tip of the nozzle 11 is provided with a discharge port 15 serving as a hot air outlet for discharging hot air toward the upper opening 105 of the can body 104.
  • the discharge port 15 has a slit-shaped opening.
  • the nozzle 11 is arranged in parallel to the direction in which the longitudinal direction of the discharge port 15 is orthogonal to the transport direction, that is, the width direction of the conveyor net 102.
  • the flow path connecting the inlet of the nozzle 11 and the discharge port 15 has a flat shape when viewed from one direction.
  • the opening area of the flow path is preferably constant until just before the discharge port 15. In the case of FIG. 2, the flow path and the discharge port 15 are rectangular when viewed from one direction.
  • the dry gas discharged from the nozzle 11 has a predetermined Re number, for example, about 2000 (12 to 16 m / sec at the discharge port).
  • a so-called collision jet flow in which hot air discharged from the nozzle 11 is blown into the can body 104 is employed.
  • the tip end side of the nozzle walls 12, 14, in the case of FIG. 2, the tip ends 16, 18 have a plurality of protrusions 20 protruding toward the nozzle walls 12, 14.
  • the protrusion 20 has a comb shape, and a plurality of protrusions 20 are formed along the longitudinal direction of the discharge port 15.
  • the protrusion 20 shown in FIG. 2 has a square shape when viewed from one direction.
  • a recess 22 is formed between the protrusions 20.
  • the recess 22 has a quadrangular shape like the protrusion 20.
  • the protrusion 20 and the recess 22 formed on the nozzle wall 12 are formed at the same position as the protrusion 20 and the recess 22 formed on the nozzle wall 14, but the present invention is not limited to this.
  • the protrusion 20 and the recess 22 formed on the nozzle wall 12 may be displaced in the longitudinal direction of the discharge port 15 with respect to the protrusion 20 and the recess 22 formed on the nozzle wall 14.
  • the recess 22 of the nozzle wall 14 may be formed at a position corresponding to the projection 20 formed.
  • the protrusion 20 formed on the nozzle wall 12 is formed at a right angle to the nozzle wall 12, but the present invention is not limited to this, and the protrusion 20 may be inclined to the outlet side with respect to the discharge port 15, You may have fallen to the entry side.
  • the size and interval of the protrusions 20 can be selected according to the Reynolds number (hereinafter, Re number) of hot air.
  • Re number the Reynolds number
  • the ratio of the area of the protrusion 20 to the area of the gap (recess 22) between the protrusions 20 is preferably in the range of 1: 3 to 2: 1.
  • the Re number is 1000 to 10,000, if the ratio of the area of the protrusion 20 and the area of the gap (recess 22) between the protrusions 20 is within the above range, the straightness of the hot air passing through the discharge port 15 is improved. can do.
  • the flow rate of the hot air is low, and therefore, there is no risk of the can body 104 being overturned, which is more preferable.
  • the discharge port 15B of the nozzle shown in FIG. 3B is an example (second example) in which the ratio of the area of the protrusion 20B to the area of the recess 22B between the protrusions 20B is 1: 1.
  • the discharge port 15C of the nozzle shown in FIG. 3C is an example (third example) in which the ratio of the area of the protrusion 20C and the area of the recess 22C between the protrusions 20C is 2: 1.
  • the discharge port 15 has a width L that is shorter than the radius of the can body 104.
  • the flow rate of hot air discharged from the discharge port 15 gradually decreases.
  • the length of the region in which the flow velocity at the discharge port is maintained is referred to as potential core length XP.
  • potential core length XP The length of the region in which the flow velocity at the discharge port is maintained.
  • the discharge ports 15A and 15B of the nozzles of the first and second examples have a longer potential core length XP than the third example.
  • the discharge port 15A of the nozzle of the first example has a longer potential core length XP than the second and third examples.
  • the hot air that has passed through the nozzle 11 as described above passes through the recess 22 between the protrusions 20, thereby forming a vertical vortex having a unidirectional axis, thereby increasing straightness.
  • the drying apparatus 1 including the nozzle 11 can discharge hot air with improved straightness from the discharge port 15.
  • the hot air discharged from the discharge port 15 has a curtain shape extending in the width direction of the conveyor net 102.
  • the hot air goes straight in one direction and easily enters the inside of the can body 104 conveyed on the conveyor net 102. Therefore, the drying apparatus 1 can efficiently dry the inner surface of the can body 104. That is, the drying apparatus 1 can suppress energy consumption.
  • the conventional nozzle body 116 (FIG. 28) does not have a protrusion, it forms a horizontal vortex centering on a direction parallel to the longitudinal direction of the discharge port, and hot air tends to spread in the short direction of the discharge port.
  • the Re number is 1000 to 10,000, by appropriately selecting the area of the protrusion 20 with respect to the area of the recess 22, a vertical vortex can be generated in the hot air more efficiently and the straightness of the hot air can be improved.
  • the Re number can vary depending on the temperature of hot air discharged. Therefore, in the drying apparatus 1 including a plurality of regions having different drying temperatures, it is effective for efficiently drying the inner surface of the can body 104 to appropriately select the area of the protrusion 20 with respect to the area of the recess 22 for each region. It is.
  • the Re number is larger in the range of 1000 to 3000, it is preferable that the area of the protrusion 20 with respect to the area of the concave portion 22 is smaller because the flow rate is gradually decreased.
  • the Re number is smaller than the above range, it is preferable that the area of the protrusion 20 with respect to the area of the recess 22 is larger because the decrease in flow velocity is gradual.
  • the Re number is 1000 or more, the amount of hot air is large and the drying efficiency is good, and when it is 10000 or less, the flow rate is preferable from the viewpoint of preventing the can body 104 from falling.
  • the present invention is not limited to this, and may be a triangular shape as shown in FIG. If the ratio of the area of the triangular protrusions to the area of the recesses is in the range of 1: 1 to 1: 3, it is preferable because good straightness of hot air can be obtained as compared with a conventional nozzle having no protrusions.
  • the discharge port 30A of the nozzle shown in FIG. 5A is a 1: 1 example (modified example (1)).
  • the recess 26A of the discharge port 30A has the same triangular shape as the protrusion 24A.
  • 5B is an example in which the ratio is 1: 3 (modified example (2)).
  • the recess 26B of the discharge port 30B has a trapezoidal shape. Even in the case where the protrusion is triangular, the nozzle can generate a vertical vortex in the hot air that has passed through the gap between the protrusions, so that the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • the nozzle 11 has been described with respect to the case where the longitudinal direction of the discharge port 15 is arranged in parallel to the width direction of the conveyor net 102, but the present invention is not limited thereto.
  • the nozzle 11 may be disposed at a position shifted in the width direction of the conveyor net 102 from the center of the can body 104 with the longitudinal direction of the discharge port 15 being parallel to the transport direction, that is, parallel to the longitudinal direction of the conveyor net 102.
  • the protrusion 20 may be formed at a position shifted in the inlet direction of the discharge port 15 within a range in which the straightness of the hot air due to pressure loss is not significantly reduced.
  • FIG. 3A rectangular tab A, H: 2 mm, W: 0.75 mm, D: 2.25 mm
  • the second example (FIG. 3B, rectangular tab B, H: 2 mm, W: 1.5 mm) , D: 3.0 mm)
  • third example (FIG. 3C, rectangular tab C, H: 2 mm, W: 3.0 mm, D: 4.5 mm)
  • modification (2) (FIG. 5B, triangular tab B) , H: 2 mm, W: 2 mm, D: 4 mm).
  • the length of the discharge port in the longitudinal direction was 300 mm.
  • a slit nozzle (no tab) having no protrusion was prepared.
  • the height H of the protrusions, the width W of the protrusions, and the arrangement pitch of the protrusions are D.
  • the length in the short direction (nozzle height) of the discharge port in the comparative example was used as the reference nozzle height (equivalent nozzle height He), and the nozzle height was adjusted so that the flow rate was constant in each example. .
  • the equivalent nozzle height He is 5 mm.
  • a gas having a predetermined Re number was supplied from the blowing nozzle to the inlet of the nozzle through a punching plate.
  • the working fluid was room temperature air.
  • the Re number of the working fluid was adjusted by changing the fluid flow rate in the range of 3 to 30 m / s.
  • the velocity distribution of the discharged gas was measured by a particle image velocity measurement method (Particle Image Velocimetry). Specifically, the flow of air discharged from the nozzles in the xy plane and the xz plane shown in FIG. 6 was photographed using a CCD camera. Oil mist (average particle size 1 ⁇ m, specific gravity s ⁇ 1.05) was used as a tracer, and Nd: YAG laser (maximum output 200 mJ) was used as a light source. The results are shown in FIGS. 7 to 15A to D.
  • FIG. 7 and FIGS. 8A to D are the results when the Re number is 1000.
  • FIG. 7 shows the ratio wind speed when the horizontal axis is the ratio of the distance x from the discharge port to the equivalent nozzle height He (x / He), the vertical axis is the flow velocity at the discharge port U0, and the flow velocity at x / He is uc. (Uc / U0) is shown.
  • the potential core length XP is an area where 95% of the flow velocity at the discharge port is maintained.
  • the potential core length XP of the nozzles of the first example and the second example was the longest, about 10.
  • the third example (rectangular tab C) showed the least decrease in flow rate. From the visualized images shown in FIGS. 8A to 8D, in the third example (rectangular tab C), a vertical vortex is generated instead of a horizontal vortex because a striped pattern is seen even at a point where x / He is 15, and straight travels. It was confirmed that the property was improved. This result is consistent with the flow velocity results in FIG. On the other hand, in the comparative example (without tabs), a large horizontal vortex is generated at a point where x / He is 15, and the generation of the horizontal vortex is considered to be the cause of the decrease in the flow velocity.
  • FIG. 9 shows the result when the Re number is 2000.
  • the horizontal and vertical axes in FIG. 9 are the same as those in FIG.
  • the potential core length XP of the nozzles of the first example and the second example was the longest and was about 11.
  • the potential core length XP of the comparative example was about 8. It was confirmed that the nozzles of the first to third examples all showed less decrease in the flow rate than the nozzles of the comparative example, and in particular, the decrease in the flow rate of the first and second examples (rectangular tabs A and B) was small. . In the comparative example (without tabs), even when the Re number was 2000, the decrease in the flow rate was larger than in the first to third examples.
  • FIG. 10 and FIGS. 11A and 11B show the results when the Re number is 3000.
  • the horizontal and vertical axes in FIG. 10 are the same as those in FIG.
  • the potential core length XP of the nozzle of the first example was the longest, about 10. It was confirmed that all of the nozzles of the first to third examples showed less decrease in the flow rate than the nozzles of the comparative example, and in particular, the first example (rectangular tab A) showed the least decrease in flow rate. From the visualized images shown in FIGS. 11A and 11B, it was confirmed that in the first example (rectangular tab A), even when x / He was 10, no horizontal vortex was generated and straightness was improved. . This result is consistent with the flow velocity results in FIG.
  • FIG. 12 and FIGS. 13A and 13B show the results when the Re number is 10,000.
  • the horizontal and vertical axes in FIG. 12 are the same as those in FIG.
  • the potential core length XP of the nozzle of the first example was the longest, about 7.
  • the potential core length XP of the comparative example was about 3.
  • the nozzles of the first to third examples are all superior to the nozzle of the comparative example in the flow velocity, and it was confirmed that the decrease in the flow velocity of the first example (rectangular tab A) was particularly small. .
  • From the visualized images shown in FIGS. 13A and 13B it was confirmed that in the first example (rectangular tab A), no horizontal vortex was generated even when x / He was 4. This result is consistent with the flow velocity results in FIG.
  • FIGS. 15A to 15D show the results of Modification Example (2) (triangle tab B) when the Re number is 2000.
  • FIG. The horizontal and vertical axes in FIG. 14 are the same as those in FIG.
  • the potential core length XP of the nozzle of the modified example (2) was about 11.
  • the potential core length XP of the comparative example was about 8. It was confirmed that the nozzle of the modified example (2) has less decrease in the flow velocity than the nozzle of the comparative example. From the visualized images shown in FIGS. 15A to 15D, it was confirmed that in the modified example (2), even when x / He is 11, no horizontal vortex is generated and straightness is improved. This result is consistent with the flow velocity results in FIG. On the other hand, in the comparative example (without tabs), a horizontal vortex had already occurred at a point where x / He was 5.
  • the potential core length XP is the longest in the range of Re number 1000 to 10,000.
  • the ratio of the area of the recess 22A between the nozzle of the first example, that is, the protrusion 20A, is Was confirmed to be a 1: 2 outlet. Further, it has been found that when the protrusion has a triangular shape, a longer potential core length XP is obtained when the Re number is 2000.
  • the straightness of the gas discharged from the discharge port can be improved by using the nozzle according to the present invention. Therefore, since the drying apparatus using the nozzle can easily send hot air to the inside of the can body, the can body can be dried more efficiently.
  • the nozzle of the modified example (2) that is, a triangular shape as viewed from the ejection direction, has the area of the protrusion 24A and the area of the recess 26B. It is preferable to use a nozzle having a discharge port 30B (FIG. 5B) having a ratio of 1: 3.
  • the nozzle of the first example that is, a discharge port 15A having a square shape when viewed from the discharge direction and having a ratio of the area of the protrusion 20A to the area of the recess 22A of 1: 2 (see FIG.
  • a drying apparatus that dries the can more efficiently can be obtained by appropriately selecting the shape of the protrusion and the ratio of the area of the protrusion to the area of the recess according to the number of Re.
  • the nozzle body 10 ⁇ / b> A is provided with a nozzle 11.
  • one nozzle 11 is illustrated, but in reality, a plurality of nozzles 11 are provided at predetermined intervals in the width direction of the conveyor net 102.
  • the nozzle 11 includes a pair of nozzle walls 12 and 14 disposed to face each other with a predetermined interval (for example, 3 to 7 mm).
  • the conveying direction is the x direction
  • the width direction of the conveyor net 102 as the conveying unit is the y direction
  • the direction perpendicular to the conveyor net surface is the z direction.
  • the nozzle 11 has a flow path that guides the hot air that has passed through the punching plate 122 (FIG. 1) in one direction.
  • the flow path has a flat shape formed between the nozzle walls 12 and 14.
  • One direction is a hot air discharge direction.
  • one direction is an arrow direction (z direction) in the figure, which is a direction parallel to the central axis of the bottomed cylindrical can body 104 placed with the upper opening 105 facing upward.
  • the length in one direction of the nozzle 11 can be selected as appropriate.
  • the nozzle walls 12 and 14 are formed of a pair of flat plates arranged at a predetermined interval.
  • the nozzle walls 12 and 14 are integrated with the top plate 13 at the base end.
  • the nozzle 11 is formed with the top plate 13 interposed therebetween.
  • the base end of the nozzle 11 is an inlet of hot air that has passed through the punching plate 122.
  • the can bodies 104 are transported in a state aligned in a line in the transport direction.
  • the drying apparatus 1 preferably has an alignment mechanism (not shown) that aligns the cans 104 in a line in the transport direction on the upstream side of the conveyor net 102.
  • the alignment mechanism By having the alignment mechanism, the cans 104 conveyed in a staggered manner in a plan view from the process upstream of the drying device 1 can be aligned in a row.
  • the tip of the nozzle 11 is provided with a discharge port 15 serving as a hot air outlet for discharging hot air toward the upper opening 105 of the can body 104.
  • the discharge port 15 has a slit-shaped opening.
  • the nozzles 11 are arranged such that the longitudinal direction of the discharge ports 15 is parallel to the transport direction (x direction), that is, parallel to the longitudinal direction of the conveyor net 102.
  • the length of the discharge port 15 in the width direction is shorter than the radius of the can body 104.
  • the flow path connecting the inlet of the nozzle 11 and the discharge port 15 has a flat shape when viewed from one direction.
  • the opening area of the flow path is preferably constant until just before the discharge port 15. In the case of FIG. 16, the flow path and the discharge port 15 are rectangular when viewed from one direction.
  • the hot air discharged from the nozzle 11 has a predetermined Re number, for example, about 2000 (12 to 16 m / s at the discharge port).
  • a so-called collision jet flow in which hot air discharged from the nozzle 11 is blown into the can body 104 is employed.
  • the discharge port 15 is preferably arranged at a position shifted from the center of the can body 104 in the width direction of the conveyor net 102.
  • the center of the can body 104 refers to the center of the circular can body 104 when viewed from the central axis direction.
  • the position of the discharge port 15 does not include the center of the can body 104, and can be selected within a range up to the intersection of the straight line in the y direction passing through the center of the can body 104 and the body of the can body.
  • the discharge port 15 is disposed at a position shifted from the center of the can body 104 to the left side in the width direction (y direction) of the conveyor net 102.
  • the discharge port 15 is in the width direction (y direction) of the conveyor net 102. Therefore, it is preferable to arrange in the range of (r / 3) ⁇ D ⁇ (2r / 3). By disposing the discharge port 15 within the above range, most of the hot air discharged from the discharge port 15 is sent into the can body 104, and along the inner surface of the body portion of the can body 104 by the Coanda effect described later. It is possible to go straight and easily enter the inside of the can body 104.
  • the discharge port 15 is preferably arranged in the range of (r / 3) ⁇ D ⁇ r. By disposing the discharge port 15 in the range of (r / 3) ⁇ D ⁇ r, the hot air that has entered the can body 104 advances more reliably along the inner surface of the body portion by the Coanda effect described later. Therefore, the entire can body 104 can be heated more uniformly.
  • the discharge port 15 is more preferably arranged in the range of (3r / 5) ⁇ D ⁇ r.
  • the drying device 1 may be provided with a suction port 21 on the opposite side of the center of the can body 104 with respect to the discharge port 15.
  • the suction port 21 is connected to a circulation fan through a pipe.
  • the suction port 21 has a slit-like opening and is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the conveyor net 102.
  • the distance between the suction port 21 and the center of the can body 104 may be the same as or different from the above D, and can be selected as appropriate.
  • the can body 104 is transported in a state where the conveyor net 102 is aligned in a line in the transport direction.
  • the cans 104 are arranged in a plurality of rows in the width direction of the conveyor net 102 and are arranged in a lattice shape as a whole.
  • Hot air is discharged toward the upper opening 105 of the can body 104 from the discharge port 15 arranged at a predetermined upper position. Since the longitudinal direction of the discharge port 15 is arranged in parallel with the transport direction, the upper opening 105 of the can body 104 is continuously exposed to hot air, so that the inside of the can body can be efficiently dried.
  • the hot air discharged from the discharge port 15 is disposed at a position where the discharge port 15 is shifted in the width direction (y direction) from the center of the can body 104. It goes straight along the inner surface of the part and can easily enter the inside of the can body 104. Part of the hot air that has entered the inside of the can body 104 becomes a horizontal vortex centering on a direction parallel to the longitudinal direction of the discharge port 15, and the remaining portion is moved to the center of the can body 104, while the remaining portion is caused by the Coanda effect. Along the inner surface, it reaches the bottom of the can body. The hot air that has reached the bottom of the can body rises along the inner surface of the opposite body portion.
  • the drying apparatus 1 can easily allow hot air to enter the inside of the can body 104, the inner surface of the can body 104 can be efficiently dried.
  • the discharge port 15 By disposing the discharge port 15 in the range of (r / 3) ⁇ D ⁇ (2r / 3), the hot air discharged from the discharge port 15 can be more easily and easily entered into the can body 104. .
  • the drying apparatus 1 can heat the entire can body 104 more uniformly by disposing the discharge ports 15 in the range of (r / 3) ⁇ D ⁇ r. By disposing the discharge port 15 in the range of (3r / 5) ⁇ D ⁇ r, the temperature difference in the can body 104 can be further reduced.
  • the can body 104 is transported in a state of being aligned in a line in the transport direction under the discharge port 15 whose longitudinal direction is arranged in parallel with the transport direction. Since the flow rate of the hot air entering the can body 104 is constant, the drying apparatus 1 can be efficiently dried because the can body 104 is continuously exposed to the hot air.
  • the nozzle 11 By disposing the nozzle 11 as described above, hot air can be continuously supplied from the upper opening 105 of the can body 104 to the inside of the can body, and the supplied hot air is efficiently distributed along the inner surface of the can body. Reach the bottom. Therefore, since the can 104 is heated by the hot air which contacted, the can 104 is dried efficiently. In particular, when the can 104 is made of aluminum, the heat transfer coefficient is high, so that the can 104 is dried more efficiently.
  • the longitudinal direction of the discharge port is arranged to be parallel to the width direction of the conveyor net, the change in the flow rate of hot air entering the can body is large, and the upper opening of the can body is Since the exposure to hot air is intermittent, it is not efficient.
  • the cans on the actual conveyor net are transported in a dense state arranged in a staggered pattern rather than a lattice pattern. Therefore, the can group arranged in a staggered pattern has a larger fluid resistance than the can group arranged in a lattice pattern.
  • the flow velocity of hot air discharged from the discharge port rapidly decelerates in the vicinity of the upper opening of the can body, and the hot air is likely to flow to a portion where there is no can group.
  • it is necessary to increase the flow velocity while preventing the can body from falling over which is not realistic.
  • By not supplying hot air between the inner surface of the can body or between the can body and the can body it is difficult to efficiently heat the can body, and the temperature difference between the upper portion and the lower portion of the can body increases.
  • the can body is in a state where suppression of uneven baking of the paint on the inner surface and residual solvent is not sufficient. Therefore, conventionally, it has been necessary to increase the drying time by reducing the conveying speed or lengthening the equipment.
  • the gaps between the can body 104 and the can body 104 are widened by arranging the can bodies 104 in a lattice pattern at the entrance of the drying device 1.
  • Hot air discharged from the discharge port 15 whose longitudinal direction is arranged parallel to the transport direction flows into the gap between the can body 104 and the can body 104 and into the can body 104. Since the gap between the can body 104 and the can body 104 is wide, hot air can easily flow into the gap. The effect of forced convection heat transfer from the outer surface of the can body 104 is contributed by the hot air.
  • the hot air flowing into the can body 104 is likely to have a Coanda effect in the can body 104 because the discharge port 15 is disposed at a position shifted in the width direction (y direction) from the center of the can body 104.
  • the hot air becomes a so-called wall surface jet due to the Coanda effect. Since the wall surface jet is less diffused than the free jet, the flow velocity is less likely to decrease, and the center velocity of the jet is maintained. Therefore, the wall surface jet in the can body 104 reaches the bottom of the can and forms a flow that blows up to the top of the can.
  • evaporation and volatilization of water and solvent are accompanied with a crosslinking reaction of the paint.
  • the wall jet prevents the solvent from staying in the can body 104 and efficiently moves the mass.
  • the drying apparatus 1 of the present embodiment can perform processing without reducing the transport quantity per hour by increasing the transport speed of the conveyor net by an amount corresponding to the improvement in the heat transfer rate and the mass transfer efficiency.
  • this embodiment can improve the quality of the coating film of the can body 104 and realize energy saving by improving the heat transfer rate and the mass transfer efficiency.
  • the nozzle 23 has a plurality of protrusions 31 protruding toward the nozzle walls 12 and 14 at the tip ends of the nozzle walls 12 and 14, in the case of FIG. 19, at the tips 27 and 28.
  • the protrusion 31 has a comb shape, and a plurality of protrusions 31 are formed along the longitudinal direction of the discharge port 25.
  • the protrusion 31 shown in FIG. 19 has a quadrangular shape when viewed from one direction.
  • a recess 32 is formed between the protrusions 31.
  • the recess 32 has a quadrangular shape like the protrusion 31.
  • the hot air that has passed through the nozzle 23 as described above passes through the concave portion 32 between the protrusions 31 to form a vertical vortex having a unidirectional axis, thereby increasing straightness. Since the discharge port 25 according to this modification is arranged such that the longitudinal direction of the discharge port 25 is parallel to the transport direction, hot air can be continuously supplied to the upper opening 105 of the can body 104. It can be dried efficiently.
  • the discharge port 25 is arranged at a position shifted in the width direction (y direction) from the center of the can body 104, whereby the same effect as in the above embodiment can be obtained. Moreover, since the drying apparatus 1 provided with the nozzle 23 can discharge hot air with improved straightness from the discharge port 25 because the nozzle 23 has the protrusion 31, the interior of the can body 104 can be more efficiently discharged. Can be dried. By providing the nozzle 31 with the protrusion 31 and forcibly generating a vertical vortex, a large-scale vortex array of a free jet can be suppressed.
  • the hot air that has passed through the nozzle 23 can extend the region (velocity potential core) in which the flow velocity of the discharge port is maintained compared to the hot air that has passed through the nozzle without protrusions, and has the same effect as increasing the Reynolds number. can get.
  • the protrusion 31 is not limited to a quadrangular shape, and may be a triangular shape.
  • the protrusion 31 and the recess 32 formed on the nozzle wall 12 are formed at the same position as the protrusion 31 and the recess 32 formed on the nozzle wall 14, but the present invention is not limited to this.
  • the protrusion 31 and the recess 32 formed on the nozzle wall 12 may be displaced in the longitudinal direction of the protrusion 31 and the recess 32 formed on the nozzle wall 14 and the discharge port 15, and formed on the nozzle wall 12.
  • a recess 32 may be formed in the nozzle wall 14 at a position corresponding to the protrusion 31.
  • the protrusion 31 may be formed at a position shifted in the inlet direction of the discharge port 25 within a range in which the straightness of the hot air due to pressure loss is not significantly reduced.
  • the drying apparatus 1 has been described as having an alignment mechanism (not shown) that aligns the can bodies 104 in a line in the transport direction on the upstream side of the conveyor net 102, but the present invention is not limited thereto. Absent.
  • the alignment mechanism may be provided on the upstream side of the drying device 1 separately from the drying device 1.
  • an experimental apparatus 124 shown in FIG. 20 was prepared.
  • gas is discharged to the can body 104 through the upper blowing nozzle 118, the punching plate 120, and the nozzle body 10 ⁇ / b> A.
  • the gas had a Reynolds number of 2000 and a flow velocity at the outlet 15 of 6 m / s.
  • the can body 104 is held by a linear guide 34 so as to be movable in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the discharge port 15.
  • the moving speed of the can 104 was 2.40 cm / s.
  • the flow of the discharged gas was photographed by the particle image velocimetry (Particle-Image Velocimetry). Specifically, the flow of the gas discharged from the nozzle 11 was photographed using the CCD camera 36. Oil mist (average particle diameter 1 ⁇ m, specific gravity s ⁇ 1.05) was used as a tracer.
  • the light source 38 is an Nd: YAG laser (maximum output 200 mJ), and the laser sheet was irradiated from the position shown in FIG.
  • the can body 104 (FIG. 21) was a bottomed cylindrical body made of a transparent resin and having an upper opening with a diameter of 66 mm and a height of 123 mm.
  • the nozzle 11 had a length in one direction of 30 mm, a length in the width direction of the discharge port 15 of 5 mm, and a distance from the table on which the can body was placed to the top plate 13 to 190 mm.
  • 22A to 22D show the results of photographing the flow of the gas discharged from the nozzle 11 using the CCD camera 36.
  • FIG. 23A to 23D are plan views showing the positions of the can body 104 and the discharge port 15 corresponding to the respective drawings of FIGS. 22A to 22D.
  • a heat gun (SURE plastic jet PJ-214A manufactured by Ishizaki Electric Co., Ltd.) was used as a jet source.
  • a nozzle was disposed at a position about 20 mm above the upper end of the can body.
  • the nozzle used was a flat nozzle having a discharge port with an opening width of 3 mm and a length of about 50 mm.
  • Hot air having a wind speed of about 15 m / s, a temperature of about 300 ° C., and a number of lay nozzles of about 1400 was discharged from the nozzle. While changing the distance D from the center of the can body to the center of the discharge port, the temperature is measured at a position 8 mm (bottom) from the bottom of the can body, a position 68 mm (middle) from the bottom, and a position 127 mm (top) from the bottom. did. The temperature was measured at points a, b, and c when the can body was viewed from the central axis direction.
  • the point a is one intersection of a straight line passing through the center of the can body and orthogonal to the longitudinal direction of the nozzle and the body portion of the can body.
  • the point c is the other intersection of the can body body part facing the point a across the center of the can body.
  • the point b is one intersection of a straight line passing through the center of the can body and parallel to the longitudinal direction of the nozzle and the body portion of the can body.
  • FIG. 24 shows the result when the discharge port is arranged at a position where the distance D is 0 (center position of the can body).
  • the horizontal axis represents time (s)
  • the vertical axis represents temperature (° C.)
  • the curves represent changes in measured temperature at the bottom, middle, and top, respectively.
  • FIG. 26 shows a contour diagram of temperature and speed 40 seconds after the start of hot air discharge.
  • the horizontal axis represents time (s)
  • the vertical axis represents temperature (° C.)
  • the curves represent changes in measured temperature at the bottom, middle, and top, respectively.
  • the top temperature is the highest, but at the point b, the temperature difference 120 seconds after the start of hot air discharge is as small as 3.5 ° C., and at the point c farthest from the discharge port, the middle And the bottom was hotter than the top temperature.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

吐出する気体の直進性を向上することができるノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法を提供する。ノズル11は、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁12,14の先端にスリット状の吐出口15を備え、前記ノズル壁12,14の先端側に互いのノズル壁12,14に向かって突出した複数の突起20を有することを特徴とする。

Description

ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法
 本発明は、ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法に関する。
 有底筒状の缶体を乾燥するインサイド・ベーク・オーブン(以下、IBOという)は、樹脂製又はステンレススチール製コンベアネットで缶体を一定量まとめて搬送して加熱処理するトンネルタイプオーブンである。例えば図28に示すIBO100のように、3つの領域(106,108,110)に分かれて加熱するタイプが主流である。前工程のインサイド・スプレーマシンで缶体内面に熱硬化性樹脂塗料が塗装された缶体104が、上部開口を上向きとした状態(以下、正置という)でIBO100に搬送される。
 IBO100では、コンベアネット102上に正置された缶体104が平面視において千鳥状のパターンを形成し、予熱帯106、昇温帯108、保持帯110、冷却帯114の各領域を通過する。予熱帯106では、100℃程度で水、溶剤を蒸発させる。昇温帯108では、所定の温度に缶体104を到達させる。保持帯110では、樹脂を架橋反応させて分子構造を密にし、要求性能を満たす塗膜を形成する。要求性能を満たす塗膜を形成するために、例えば190℃×60secを確保する必要がある。保持帯110からエアシール112を経て、冷却帯114で缶温200℃近傍から冷却されて、次の工程へ搬送される。
 IBO100の各領域には、コンベアネット102上に正置された缶体104の上方の所定位置に、ノズル本体116が設けられている。ノズル本体116は、缶体104を乾燥させるための気体を缶体104の縦方向に平行に吐出するスリットノズル117を備える。スリットノズル117は、缶体104の搬送方向に直交する方向、すなわちコンベアネット102の幅方向を長手方向とするスリット状の吐出口を有する。吐出口は、所定の幅(例えば3~7mm)を有し、一定間隔(例えば75~90mm等)で搬送方向に複数配置されている。スリットノズル117から吐出される気体は、レイノルズ数(以下、「Re数」)2000程度(吐出口で12~16m/s)である。以上のように缶体104を乾燥する際、スリットノズル117が配備されているエリアにおいては、スリットノズル117から吐出される気体を缶内に吹き込ませる衝突噴流が、また、スリットノズル117が配備されていないエリアにおいては、自然対流熱伝達が採用されている。
 IBO100は、熱風循環式により、図示しないが、気体として外気を吸気しバーナー加熱された熱風を、循環ファンにより循環させている。上記熱風は、上部の吹出ノズル118から吹出され、吹出ノズル118直後のパンチングプレート120と、スリットノズル117直前のパンチングプレート122を順に通過することによって、各領域の全体に分散、均圧化される。このようにしてスリットノズル117からは、均一な流速の熱風が吹き出る。
 上記スリットノズルとして、特許文献1には、一対の波板を、互いの山部及び谷部が直交するように、離間して配置された渦流発生装置が開示されている。上記特許文献1によると、渦流発生装置によって生じた乱流状態にある空気が缶体に到達すると、缶体の周囲の気流の流れを乱し、缶体の表面に付着した水分を効率よく乾燥することができる。
特開平3-95385号公報
 しかしながら上記特許文献1の渦流を発生することによって、直進性の高い気体が得られることは分かっているが、実際に渦流を発生させるには複雑な機構が必要であり、限られたスペースの中で、多数の渦流を発生させるのは困難である。
 上記特許文献1のスリットノズルは、吐出口の長手方向が、搬送方向と直交する方向に配置されているため、スリットノズルからの衝突噴流が間欠的に缶内に吹き込むような構成となっている。スリットノズルの間隔が缶外径より大きい場合、自然対流のみの熱伝達になるエリア(時間)があるので、常時衝突噴流が流れ込む系よりも乾燥効率が低くなる。また、スリットノズルの間隔が缶外径より小さい場合、二つの衝突噴流が流れ込むエリアがあることで、缶内流れが不安定になり、エネルギー消費量が増え、初期設備費用もかさむことが推定される。
 本発明は、吐出する気体の直進性を向上することができるノズル及び乾燥装置を提供することを第1の目的とする。
 本発明は、缶体の内面に形成された塗膜の品質をより向上することができる缶体の製造方法を提供することを第2の目的とする。
 本発明は、缶体内部を効率的に乾燥することができる乾燥装置を提供することを第3の目的とする。
 本発明に係るノズルは、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁の先端にスリット状の吐出口を備え、前記ノズル壁の先端側に互いの前記ノズル壁に向かって突出した複数の突起を有することを特徴とする。
 本発明に係るノズルにおいて、前記吐出口から吐出される気体のレイノルズ数は、1000~10000であり、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が、1:3~2:1であるのが好ましい。
 本発明に係るノズルにおいて、前記吐出口から吐出される気体のレイノルズ数が1000~4000であるのが好ましい。
 本発明に係るノズルにおいて、前記突起は、吐出方向からみて四角形状であるのが好ましい。
 本発明に係るノズルにおいて、前記突起は、吐出方向から見て三角形状であるのが好ましい。
 本発明に係る乾燥装置は、乾燥温度が異なる複数の領域と、有底筒状に形成された缶体を前記複数の領域内へ搬送する搬送部とを備える乾燥装置であって、前記複数の領域のそれぞれは、上記ノズルを有することを特徴とする。
 本発明に係る乾燥装置において、前記突起の形状、及び前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比の少なくとも一方が、前記複数の領域において異なるのが好ましい。
 本発明に係る乾燥装置において、前記複数の領域は、上流から、予熱帯、昇温帯、及び保持帯が搬送方向に沿って順に設けられており、前記予熱帯における前記突起は、吐出方向からみて四角形状であって、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が1:2であり、前記昇温帯及び前記保持帯における前記突起は、吐出方向から見て三角形状であって、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が1:3であるのが好ましい。
 本発明に係る乾燥装置において、前記吐出口の幅長さは、前記缶体の半径より短いことが好ましい。
 本発明に係る缶体の製造方法において、乾燥温度が異なる複数の領域内へ、内面に熱硬化性樹脂塗料の塗膜が形成された有底筒状の缶体を搬送して、前記内面に前記塗膜を焼き付けるステップを備え、前記塗膜を焼き付けるステップは、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁の先端にスリット状の吐出口と、前記一対のノズル壁の先端側に互いの前記ノズル壁に向かって突出した複数の突起と、を有するノズルから、気体を吐出することを特徴とする。
 本発明に係る乾燥装置は、有底筒状に形成された缶体を搬送する搬送部と、前記缶体の上部開口に向かって気体を吐出するスリット状の吐出口を有するノズルとを備え、前記吐出口の長手方向が搬送方向と平行であることを特徴とする。
 本発明に係る乾燥装置において、前記吐出口は、前記缶体の中心から前記搬送部の幅方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする。
 本発明に係る乾燥装置において、前記吐出口の幅方向の中心と前記缶体の中心の間の距離をD、前記缶体の半径をrとした場合、前記吐出口は(r/3)≦D<rの範囲内に配置されているのが好ましい。
 本発明に係る乾燥装置において、前記缶体の中心を挟んで前記吐出口が配置された側と反対側に、前記気体を吸引する吸引口が設けられているのが好ましい。
 本発明に係る乾燥装置において、前記搬送部は、前記缶体を搬送方向に一列に整列させる整列機構を有するのが好ましい。
 本発明に係る乾燥装置において、前記ノズルは、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁と、前記ノズル壁の先端に前記吐出口を備え、前記ノズル壁の先端側に互いのノズル壁に向かって突出した複数の突起を有するのが好ましい。
 本発明によれば、直進性が向上した熱風をノズルから吐出することができる。ノズルから吐出された熱風は、一方向へ直進し、缶体内部へ容易に進入できる。したがって乾燥装置は、缶体内部を効率的に乾燥することができる。缶体内部を効率的に乾燥することができるので、本発明に係る缶体の製造方法によれば、缶体の内面に形成された塗膜の品質をより向上することができる。
 本発明によれば、吐出口の長手方向が、搬送方向と平行に配置されているので、缶体の上部開口が熱風に継続的に曝されるため、缶体内部を効率的に乾燥することができる。
第1実施形態の乾燥装置の全体構成を示す模式図である。 第1実施形態の乾燥装置に用いられるノズルの斜視図である。 上記ノズルの平面図であり、図3Aは第1例のノズル、図3Bは第2例のノズル、図3Cは第3例のノズルを示す図である。 上記ノズルの作用の説明に供する斜視図である。 上記ノズルの変形例を示す図であり、図5Aは変形例(1)、図5Bは変形例(2)を示す図である。 実験データの説明に供する図である。 Re数1000における速度分布を測定した結果を示すグラフである。 Re数1000におけるノズルを通過した気体を撮影した可視化画像であり、図8Aは比較例のx-y平面、図8Bは第3例のノズルのx-y平面、図8Cは比較例のx-z平面、図8Dは第3例のx-z平面の可視化画像である。 Re数2000における速度分布を測定した結果を示すグラフである。 Re数3000における速度分布を測定した結果を示すグラフである。 Re数3000における第1例のノズルを通過した気体を撮影した可視化画像であり、図11Aはx-y平面、図11Bはx-z平面の可視化画像である。 Re数10000における速度分布を測定した結果を示すグラフである。 Re数10000における第1例のノズルを通過した気体を撮影した可視化画像であり、図13Aはx-y平面、図13Bはx-z平面の可視化画像である。 Re数2000における変形例(2)のノズルの速度分布を測定した結果を示すグラフである。 Re数2000におけるノズルを通過した気体を撮影した可視化画像であり、図15Aは比較例のx-y平面、図15Bは変形例(2)のノズルのx-y平面、図15Cは比較例のx-z平面、図15Dは変形例(2)のノズルのx-z平面の可視化画像である。 第2実施形態の乾燥装置に用いられるノズルの斜視図である。 上記ノズルの平面図である。 上記ノズルの作用の説明に供する断面図である。 上記ノズルの変形例を示す斜視図である。 実験装置の構成を模式的に示す斜視図である。 実験装置の部分拡大図である。 第2施形態のノズルを通過した気体を撮影した可視化画像であり、図22Aはノズルが缶体の左側面付近、図22Bはノズルが缶体の中央左寄り、図22Cはノズルが缶体の中央右寄り、図22Dはノズルが缶体の右側面にある場合の、可視化画像である。 図22A~Dの各図に対応した缶体とノズルの位置を示す平面図であり、図23Aはノズルが缶体の左側面のD=rの位置、図23Bはノズルが缶体の中央左寄りのD=(r/3)の位置、図23Cはノズルが缶体の中央右寄りD=(r/3)の位置、図23Dはノズルが缶体の右側面のD=rの位置の平面図である。 ノズルの位置がD=0の場合の缶体の温度変化を示すグラフである。 ノズルの位置がD=(4r/5)の場合の缶体の温度変化を示すグラフである。 温度及び速度のコンター図である。 ノズルの位置と、缶体の温度差との関係を示すグラフである。 従来の乾燥装置の全体構成を示す模式図である。
1.第1実施形態
 以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態の乾燥装置は、缶体の製造方法における塗装工程において用いられる。以下、缶体の製造方法の概略を説明する。缶体の製造方法において製造される缶は、例えば0.20mm~0.50mmのアルミニウム製の板を成形してなるものであり、飲料等の内容物が充填・密封される2ピース缶やボトル缶の缶体に用いられるものである。本実施形態では、このうちの2ピース缶に用いられる缶体を例にして説明する。
 缶体は、打ち抜き及びカッピング工程、DI工程、トリミング工程、洗浄工程、印刷工程、塗装工程、ネッキング工程、フランジング工程を経ることによって、製缶される。
 打ち抜き工程及びカッピング工程(絞り工程)では、アルミニウム合金材料からなる薄板をカッピングプレスによって打ち抜きながら絞り加工(カッピング加工)することによって、比較的大径で浅いカップ状体を成形する。
 DI工程(絞りしごき工程)では、DI加工装置によって、カップ状体にDI加工(再絞りしごき加工)を施して、缶胴と缶底を備える有底筒状の缶体に成形する。このDI加工によって、缶体の缶底は、最終の缶体の缶底形状に成形される。
 トリミング工程では、缶体の開口端部をトリミング加工する。上記DI加工装置によって形成された缶体の開口端部は、耳が形成されて高さが不均一である。上記開口端部を切断してトリミングすることによって、開口端部における缶軸方向に沿う周壁の高さを、全周にわたって均等に揃える。
 洗浄工程では、缶体を洗浄し、潤滑油等を除去した後に、表面処理を施して乾燥する。
 印刷工程では、外面印刷、外面塗装を施す。印刷用インクを使用して、缶胴に外面印刷を施す。そして、外面印刷の直後に外面塗装を施す。
 塗装工程では、缶体の缶胴及び缶底の内面に、塗膜を形成する。例えば、熱硬化性樹脂塗料(例えばエポキシ系塗料)を使用して内面に塗膜を形成し、この塗膜が形成された缶体を本実施形態に係る乾燥装置によって加熱乾燥し、塗膜を内面に焼き付ける。
 ネッキング工程では、ネッキング用金型(縮径用金型)を用いて、開口端部に、滑らかな傾斜形状を備えたネック部をネッキング加工によって成形する。具体的には、缶胴の内部及び外部にネッキング用金型(ネッキングダイとガイドブロック)を嵌合し、ネッキングダイとガイドブロックとの間で、開口端部に上方へ向かうに従い小径となる縮径加工を施して、ネック部を成形する。また、この縮径加工により、ネック部の上方に円筒状をなすフランジ予定部を成形する。
 フランジング工程では、フランジ予定部をフランジング加工して、ネック部の上端から径方向外側へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状のフランジ部を成形する。
 このようにして缶体が製造され、フランジング工程の後工程へと搬送される。この後工程では、缶体の内部に飲料等の内容物が充填され、フランジ部に缶蓋が巻締められて、缶体が密封される。
 本実施形態に係る乾燥装置1について図1を参照して説明する。有底筒状の缶体104を乾燥する乾燥装置1は、樹脂製またはステンレススチール製のコンベアネット102で缶体104を一定量まとめて搬送して加熱処理するトンネルタイプオーブンである。乾燥装置1は、3つの領域に分かれて加熱する。前工程のインサイド・スプレーマシンで缶体内面に熱硬化性樹脂塗料が塗装された缶体104が、上部開口105が上向きである正置した状態で乾燥装置1に搬送される。
 乾燥装置1は、上流から、昇温帯108、保持帯110、冷却帯114が搬送方向に沿って順に設けられている。そして、必要に応じ昇温帯108の前方に予熱帯106が設けられる。搬送部としてのコンベアネット102上に正置された缶体104は、平面視において格子状に配置され、予熱帯106、昇温帯108、保持帯110、冷却帯114の各領域を通過する。予熱帯106では、100℃程度で水、溶剤を蒸発させる。昇温帯108では、所定の温度に缶体104を到達させる。保持帯110では、樹脂を架橋反応させて分子構造を密にし、要求性能を満たす塗膜を形成する。要求性能を満たす塗膜を形成するために、例えば190℃×60secを確保する必要がある。保持帯110からエアシール112を経て、冷却帯114で缶温200℃近傍から冷却されて、次の工程へ搬送される。
 乾燥装置1の各領域には、コンベアネット102上に正置された缶体104の上方の所定位置に、ノズル本体10がそれぞれ設けられている。ノズル本体10は、缶体104の縦方向に平行に気体を吐出するノズル11を備える。本明細書において平行とは、完全に平行である状態に限定されず、完全に平行な状態からわずかに傾いた状態を含む。
 乾燥装置1は、熱風循環式により、図示しないが、缶体104を乾燥する気体として外気を吸気し、100℃~255℃程度にバーナー加熱された熱風を、循環ファンにより循環させている。上記熱風は、上部の吹出ノズル118から吹出され、吹出ノズル118直後のパンチングプレート120と、ノズル11直前のパンチングプレート122を順に通過することによって、各領域の全体に分散、均圧化される。このようにしてノズル11からは、均一な流速の熱風が吹き出る。なお、乾燥装置1の基本的な構成は、図1に示した例に限定されるものではなく、いわゆる衝突噴流を用いる他の形態にも適用できる。
 図2に示すように、ノズル本体10は、所定の間隔を開けてノズル11が設けられている。ノズル11は、所定の間隔(例えば3~7mm)を開けて対向して配置された一対のノズル壁12,14を備える。図2において、搬送方向はx方向、搬送部としてのコンベアネット102の幅方向はy方向、コンベアネット表面に垂直な方向はz方向とする。
 ノズル11は、パンチングプレート122(図1)を通過した熱風を一方向へ導く流路を有する。当該流路は、ノズル壁12,14の間に形成されたスリット形状である。一方向は、熱風の吐出方向である。図2の場合、一方向は、図中矢印方向(z方向)であり、正置された有底筒状の缶体104の中心軸に平行な方向である。ノズル11の一方向の長さは、適宜選択することができる。
 本実施形態の場合、ノズル壁12,14は、所定の間隔を開けて配置された一対の平板で形成されている。ノズル壁12,14同士は、基端において天板13に一体化されている。ノズル本体10は、天板13を挟んでノズル11が形成されている。ノズル11の基端は、パンチングプレート122を通過した熱風の入口である。
 ノズル11の先端は、缶体104の上部開口105に向かって熱風を吐出する、熱風の出口である吐出口15が設けられている。吐出口15は、スリット状の開口を有する。ノズル11は、吐出口15の長手方向を搬送方向と直交する方向、すなわちコンベアネット102の幅方向に対して平行に配置されている。ノズル11の入口と吐出口15を結ぶ流路は、一方向から見て扁平形状である。当該流路の開口面積は、吐出口15の直前まで一定であるのが好ましい。図2の場合、流路および吐出口15は、一方向から見た形状が長方形状である。ノズル11から吐出される乾燥気体は、所定のRe数、例えば、2000程度(吐出口で12~16m/sec)である。以上のように缶の乾燥においては、ノズル11から吐出される熱風を缶体104に吹き込ませる、いわゆる衝突噴流が採用されている。
 ノズル壁12,14の先端側、図2の場合、先端16,18は、互いのノズル壁12,14に向かって突出した複数の突起20を有する。突起20は、櫛歯状であって、吐出口15の長手方向に沿って複数形成されている。図2に示す突起20は、一方向から見た形状が四角形状である。突起20同士の間は凹部22が形成されている。凹部22は、突起20と同様、四角形状である。
 図2の場合、ノズル壁12に形成された突起20と凹部22は、ノズル壁14に形成された突起20と凹部22と同じ位置に形成されているが、本発明はこれに限らない。例えば、ノズル壁12に形成された突起20と凹部22は、ノズル壁14に形成された突起20と凹部22に対して、吐出口15の長手方向にずれていてもよく、ノズル壁12に形成された突起20に対応した位置にノズル壁14の凹部22が形成されていてもよい。
 ノズル壁12に形成された突起20はノズル壁12に対して直角に形成されているが、本発明はこれに限らず、突起20は吐出口15に対して出側に倒れていてもよく、入側に倒れていてもよい。
 突起20の大きさと間隔は、熱風のレイノルズ数(以下、Re数)によって選択し得る。Re数が1000~10000の場合、突起20の面積と、当該突起20の間の隙間(凹部22)の面積の比は、1:3~2:1の範囲であるのが好ましい。Re数が1000~10000の場合、突起20の面積と、当該突起20の間の隙間(凹部22)の面積の比が上記範囲内にあると、吐出口15を通過する熱風の直進性を向上することができる。
 熱風のRe数は、1000~4000であれば、熱風の流速が低いため、缶体104を倒す恐れがなく、より好ましい。
 図3Aに示すノズルの吐出口15Aは、突起20Aの面積と、突起20A間の凹部22Aの面積の比が1:3の例(第1例)である。図3Bに示すノズルの吐出口15Bは、突起20Bの面積と、突起20B間の凹部22Bの面積の比が1:1の例(第2例)である。図3Cに示すノズルの吐出口15Cは、突起20Cの面積と、突起20C間の凹部22Cの面積の比が2:1の例(第3例)である。吐出口15は、幅長さLが缶体104の半径より短い。
 吐出口15から吐出された熱風の流速は、徐々に低下する。吐出口の流速が保たれる領域の長さを、ポテンシャルコア長さXPと呼ぶ。Re数が1000~2000の範囲において、第1例及び第2例のノズルの吐出口15A,15Bは、ポテンシャルコア長さXPが第3例に比べて長い。Re数が3000~10000の範囲において、第1例のノズルの吐出口15Aは、ポテンシャルコア長さXPが第2例及び第3例に比べて長い。
 上記のようなノズル11を通過した熱風は、図4に示すように、突起20同士の間の凹部22を通過することにより、一方向の軸を有する縦渦となることで、直進性が増す。上記ノズル11を備えた乾燥装置1は、直進性が向上した熱風を吐出口15から吐出することができる。吐出口15から吐出された熱風は、コンベアネット102の幅方向に延びるカーテン状となる。当該熱風は、一方向へ直進し、コンベアネット102上を搬送されてくる缶体104の内部へ容易に進入する。したがって乾燥装置1は、缶体104の内面を効率的に乾燥することができる。すなわち乾燥装置1は、エネルギー消費量を抑えることができる。
 従来のノズル本体116(図28)は、突起を有していないため、吐出口の長手方向に平行な方向を軸とする横渦となり、吐出口の短手方向に熱風が広がりやすい。
 Re数が1000~10000の場合、凹部22の面積に対する突起20の面積を適宜選択することにより、より効率的に、熱風に縦渦を生じさせ、熱風の直進性を向上することができる。Re数は、吐出される熱風の温度によって変わり得る。したがって、乾燥温度が異なる複数の領域を備える乾燥装置1においては、領域ごとに凹部22の面積に対する突起20の面積を適宜選択することが、缶体104の内面を効率的に乾燥するうえで有効である。
 Re数が1000~3000の範囲でより大きい場合、凹部22の面積に対する突起20の面積は、より小さい方が、流速の低下が緩やかであるので、好ましい。一方、Re数が上記範囲でより小さい場合、凹部22の面積に対する突起20の面積は、より大きい方が、流速の低下が緩やかであるので好ましい。
 Re数が、1000以上であると、熱風の量が多く乾燥効率が良く、10000以下であると缶体104の転倒防止の観点から好ましい流速である。
 上記実施形態の場合、突起20の形状は、四角形状である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、図5に示すように、三角形状でもよい。三角形状の突起の面積と、凹部の面積の比は、1:1~1:3の範囲であれば、突起を有しない従来のノズルに比べ熱風の良好な直進性が得られるので好ましい。図5Aに示すノズルの吐出口30Aは、1:1の例(変形例(1))である。吐出口30Aの凹部26Aは、突起24Aと同じ三角形状である。図5Bに示すノズルの吐出口30Bは、上記比が1:3の例(変形例(2))である。吐出口30Bの凹部26Bは、台形形状である。突起が三角形状の場合でも、ノズルは、突起同士の隙間を通過した熱風に縦渦を生じさせることができるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。
 上記実施形態の場合、ノズル11は、吐出口15の長手方向をコンベアネット102の幅方向に対して平行に配置されている場合について説明したが、本発明はこれに限らない。ノズル11は、吐出口15の長手方向を搬送方向と平行、すなわちコンベアネット102の長手方向に平行とし、缶体104の中心からコンベアネット102の幅方向にずれた位置に配置してもよい。上記のようにノズル11を配置することにより、缶体104の上部開口105から缶体内部へ継続的に熱風を供給することができ、さらに供給された熱風が効率的に缶体内面に沿って底部へ到達する。したがって缶体104は、接触した熱風によって全体が熱せられるので、効率的に乾燥される。特に缶体104が、アルミニウムで形成されている場合、熱伝達率が高いので、より効率的に乾燥される。
 上記実施形態の場合、ノズル壁12,14の先端16,18に複数の突起20を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。突起20は、圧力損失による熱風の直進性が著しく低下しない程度の範囲内で、吐出口15の入口方向へずれた位置に形成してもよい。
 実際に上記実施形態に係るノズル本体10における熱風の直進性を検証した結果を以下に説明する。まず、第1例(図3A,長方形タブA,H:2mm、W:0.75mm、D:2.25mm)、第2例(図3B,長方形タブB,H:2mm、W:1.5mm、D:3.0mm)、第3例(図3C,長方形タブC,H:2mm、W:3.0mm、D:4.5mm)、及び、変形例(2)(図5B,三角形タブB,H:2mm、W:2mm、D:4mm)のノズルを用意した。吐出口の長手方向の長さは300mmとした。比較例として、突起を有しないスリットノズル(タブなし)を用意した。突起の高さH、突起の幅W、突起の配列ピッチをDとする。比較例における吐出口の短手方向の長さ(ノズル高さ)を基準となるノズル高さ(等価ノズル高さHe)とし、各例において流量が一定となるように、ノズル高さを調整した。本実施例では、等価ノズル高さHeを5mmとした。吹出ノズルから、パンチングプレートを介して所定のRe数の気体をノズルの入口へ供給した。作動流体は、室温の空気とした。作動流体のRe数は、流体の流速を3~30m/sの範囲で変更することにより調整した。
 粒子イメージ流速計測法(Particle Image Velocimetry)により、吐出された気体の速度分布を測定した。具体的には、CCDカメラを用いて、図6に示すx-y平面及びx-z平面におけるノズルから吐出された空気の流れを撮影した。トレーサーとしてオイルミスト(平均粒径1μm、比重s≒1.05)、光源としてNd:YAGレーザ(最大出力200mJ)を用いた。その結果を図7~図15A~Dに示す。
 図7および図8A~Dは、Re数1000の場合の結果である。図7は、横軸が吐出口からの距離xと等価ノズル高さHeの比(x/He)、縦軸が吐出口の流速をU0、x/Heにおける流速をucとした場合の比率風速(uc/U0)を示す。ポテンシャルコア長さXPは、本実施例では吐出口の流速の95%が保たれる領域とした。第1例及び第2例のノズルのポテンシャルコア長さXPが最も長く、約10であった。第1~第3例のノズルは、いずれも比較例のノズルよりも、流速の低下が少なく、中でも第3例(長方形タブC)が最も流速の低下が少ないことが確認された。図8A~Dに示す可視化画像から、第3例(長方形タブC)は、x/Heが15の地点でも、縞模様がみられることから、横渦ではなく縦渦が発生しており、直進性が向上していることが確認された。この結果は、図7における流速の結果と整合している。一方、比較例(タブなし)は、x/Heが15の地点で大きい横渦が発生しており、当該横渦の発生が、流速が低下した原因であると考えられる。
 図9は、Re数2000の場合の結果である。図9の横軸及び縦軸は、図7と同じである。第1例及び第2例のノズルのポテンシャルコア長さXPが最も長く、約11であった。一方、比較例のポテンシャルコア長さXPは、約8であった。第1~第3例のノズルは、いずれも比較例のノズルよりも、流速の低下が少なく、中でも第1及び第2例(長方形タブA,B)の流速の低下が少ないことが確認された。比較例(タブなし)は、Re数2000の場合も、第1~第3例に比べて、流速の低下が大きかった。
 図10および図11A,Bは、Re数3000の場合の結果である。図10の横軸及び縦軸は、図7と同じである。第1例のノズルのポテンシャルコア長さXPが最も長く、約10であった。第1~第3例のノズルは、いずれも比較例のノズルよりも、流速の低下が少なく、中でも第1例(長方形タブA)が最も流速の低下が少ないことが確認された。図11A,Bに示す可視化画像から、第1例(長方形タブA)は、x/Heが10の地点でも、横渦が発生しておらず、直進性が向上していることが確認された。この結果は、図10における流速の結果と整合している。
 図12および図13A,Bは、Re数10000の場合の結果である。図12の横軸及び縦軸は、図7と同じである。第1例のノズルのポテンシャルコア長さXPが最も長く、約7であった。一方、比較例のポテンシャルコア長さXPは、約3であった。図12から第1~第3例のノズルは、いずれも比較例のノズルよりも、流速において優位性が認められ、中でも第1例(長方形タブA)の流速の低下が少ないことが確認された。図13A,Bに示す可視化画像から、第1例(長方形タブA)は、x/Heが4の地点でも、横渦が発生していないことが確認された。この結果は、図12における流速の結果と整合している。
 図14および図15A~Dは、Re数2000の場合の変形例(2)(三角形タブB)の結果である。図14の横軸及び縦軸は、図7と同じである。変形例(2)のノズルのポテンシャルコア長さXPは、約11であった。一方、比較例のポテンシャルコア長さXPは、約8であった。変形例(2)のノズルは、比較例のノズルよりも、流速の低下が少ないことが確認された。図15A~Dに示す可視化画像から、変形例(2)は、x/Heが11の地点でも、横渦が発生しておらず、直進性が向上していることが確認された。この結果は、図14における流速の結果と整合している。一方、比較例(タブなし)は、x/Heが5の地点ですでに横渦が発生していた。
 以上の検証の結果、突起が四角形状の場合、Re数1000~10000の範囲でポテンシャルコア長さXPが最も長くなるのは、第1例のノズル、すなわち突起20A間の凹部22Aの面積の比が1:2の吐出口であることが確認された。また突起が三角形状の場合、Re数2000においてより長いポテンシャルコア長さXPが得られることが分かった。
 以上より、本発明に係るノズルを用いることにより、吐出口から吐出される気体の直進性を向上できることがわかった。したがって当該ノズルを用いた乾燥装置は、缶体内部へ容易に熱風を送り届けることができるので、より効率的に缶体を乾燥することができる。
 具体的には、Re数2000(昇温帯108及び保持帯110)の場合、変形例(2)のノズル、すなわち吐出方向から見て三角形状であって、突起24Aの面積と凹部26Bの面積の比が1:3である吐出口30B(図5B)を有するノズルを用いるのが好ましい。Re数3000(予熱帯106)の場合、第1例のノズル、すなわち吐出方向からみて四角形状であって、突起20Aの面積と凹部22Aの面積の比が1:2である吐出口15A(図3A)を有するノズルを用いるのが好ましい。このように、Re数に合わせて、突起の形状や、突起の面積と凹部の面積の比を、適宜選択することにより、より効率的に缶体を乾燥する乾燥装置を得ることができる。
2.第2実施形態
 次に第2実施形態について説明する。上記第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。図16に示すように、ノズル本体10Aは、ノズル11が設けられている。ノズル11は、図16の場合1つを図示しているが、実際はコンベアネット102の幅方向に、所定の間隔をあけて、複数設けられている。ノズル11は、所定の間隔(例えば3~7mm)を開けて対向して配置された一対のノズル壁12,14を備える。図16において、搬送方向はx方向、搬送部としてのコンベアネット102の幅方向はy方向、コンベアネット表面に垂直な方向はz方向とする。
 ノズル11は、パンチングプレート122(図1)を通過した熱風を一方向へ導く流路を有する。当該流路は、ノズル壁12,14の間に形成された扁平形状である。一方向は、熱風の吐出方向である。図16の場合、一方向は、図中矢印方向(z方向)であり、上部開口105を上向きとして正置された有底筒状の缶体104の中心軸に平行な方向である。ノズル11の一方向の長さは、適宜選択することができる。
 本実施形態の場合、ノズル壁12,14は、所定の間隔を開けて配置された一対の平板で形成されている。ノズル壁12,14同士は、基端において天板13に一体化されている。ノズル本体10Aは、天板13を挟んでノズル11が形成されている。ノズル11の基端は、パンチングプレート122を通過した熱風の入口である。
 缶体104は、搬送方向に一列に整列した状態で搬送される。乾燥装置1は、コンベアネット102の上流側に、缶体104を搬送方向に一列に整列させる整列機構(図示しない)を有するのが好ましい。整列機構を有することにより、乾燥装置1の上流の工程から平面視において千鳥状に配置された状態で搬送されてくる缶体104を、一列に整列させることができる。
 ノズル11の先端は、缶体104の上部開口105に向かって熱風を吐出する、熱風の出口である吐出口15が設けられている。吐出口15は、スリット状の開口を有する。ノズル11は、吐出口15の長手方向を搬送方向(x方向)と平行、すなわちコンベアネット102の長手方向に対して平行に配置されている。吐出口15の幅方向の長さは、缶体104の半径より短い。ノズル11の入口と吐出口15を結ぶ流路は、一方向から見て扁平形状である。当該流路の開口面積は、吐出口15の直前まで一定であるのが好ましい。図16の場合、流路および吐出口15は、一方向から見た形状が長方形状である。ノズル11から吐出される熱風は、所定のRe数、例えば、2000程度(吐出口で12~16m/s)である。以上のように缶の乾燥においては、ノズル11から吐出される熱風を缶体104に吹き込ませる、いわゆる衝突噴流が採用されている。
 図17に示すように、前記吐出口15は、缶体104の中心からコンベアネット102の幅方向にずれた位置に配置されているのが好ましい。缶体104の中心とは、中心軸方向から見たときの円形状の缶体104の中心をいう。吐出口15の位置は、缶体104の中心を含まず、缶体104の中心を通るy方向の直線と缶体胴部の交点までの範囲で選択することができる。図17の場合、吐出口15は、缶体104の中心からコンベアネット102の幅方向(y方向)左側にずれた位置に配置されている。
 吐出口15の幅方向の中心と、缶体104の中心の間の距離をD、前記缶体104の半径をrとした場合、吐出口15は、コンベアネット102の幅方向(y方向)であって(r/3)≦D≦(2r/3)の範囲に配置されるのが好ましい。吐出口15が上記範囲内に配置されていることにより、吐出口15から吐出された熱風は、大半が缶体104内へ送り込まれ、後述するコアンダ効果によって、缶体104の胴部内面に沿って直進し、缶体104の内部へ容易に進入することができる。
 なお、図17では、吐出口15は、缶体104の中心からコンベアネット102の幅方向(y方向)左側にずれた位置に配置されている場合について説明したが、幅方向(y方向)右側にずれていてもよいことはもちろんである。
 吐出口15は、(r/3)≦D<rの範囲に配置されるのが好ましい。吐出口15は、(r/3)≦D<rの範囲に配置されることによって、缶体104内に進入した熱風が、後述するコアンダ効果によって、胴部内面に沿ってより確実に直進するので、缶体104の全体をより均一に加熱することができる。吐出口15は、(3r/5)≦D<rの範囲に配置されるのが、より好ましい。
 乾燥装置1は、吐出口15に対し缶体104の中心を挟んで反対側に、吸引口21を設けてもよい。吸引口21は、図示しないが、配管を通じて循環ファンに接続される。吸引口21は、吐出口15と同様、スリット状の開口を有し、長手方向がコンベアネット102の長手方向と平行となるように配置されている。吸引口21と缶体104の中心の間の距離は、上記Dと同じでもよいし、異なっていてもよく、適宜選択することができる。
 次に、乾燥装置1の作用及び効果について説明する。乾燥装置1では、コンベアネット102上を搬送方向に一列に整列した状態で缶体104が搬送される。缶体104は、コンベアネット102の幅方向に複数列配列され、全体として格子状に配列される。上方の所定位置に配置された吐出口15から缶体104の上部開口105に向かって熱風が吐出される。吐出口15の長手方向が、搬送方向と平行に配置されているので、缶体104の上部開口105が熱風に継続的に曝されるため、缶体内部を効率的に乾燥することができる。
 吐出口15から吐出された熱風は、図18に示すように、吐出口15が缶体104の中心から幅方向(y方向)にずれた位置に配置されていることにより、缶体104の胴部内面に沿って直進し、缶体104の内部へ容易に進入することができる。缶体104の内部へ進入した熱風は、一部が吐出口15の長手方向に平行な方向を軸とする横渦となって缶体104中心部へそれながら、残部がコアンダ効果によって缶体104内面に沿って、缶体底部に到達する。缶体底部に到達した熱風は、反対側の胴部内面に沿って上昇する。
 本実施形態に係る乾燥装置1は、熱風を缶体104の内部へ容易に進入させることができるので、缶体104の内面を効率的に乾燥することができる。吐出口15を(r/3)≦D≦(2r/3)の範囲に配置することにより、吐出口15から吐出された熱風をより確実に缶体104の内部へ容易に進入させることができる。
 乾燥装置1は、吐出口15を(r/3)≦D<rの範囲に配置することによって、缶体104の全体をより均一に加熱することができる。吐出口15は、(3r/5)≦D<rの範囲に配置されることによって、缶体104における温度差をより低減することができる。
 缶体104は、長手方向が搬送方向に平行に配置された吐出口15の下を、搬送方向に一列に整列した状態で搬送される。乾燥装置1は、缶体104に進入する熱風の流量が一定であるため、缶体104が継続的に熱風に曝されるため効率的に乾燥することができる。
 上記のようにノズル11を配置することにより、缶体104の上部開口105から缶体内部へ継続的に熱風を供給することができ、さらに供給された熱風が効率的に缶体内面に沿って底部へ到達する。したがって缶体104は、接触した熱風によって熱せられるので、効率的に乾燥される。特に缶体104が、アルミニウムで形成されている場合、熱伝達率が高いので、より効率的に乾燥される。
 従来の乾燥装置100の場合、吐出口の長手方向をコンベアネットの幅方向に平行となるように配置しているので、缶体に進入する熱風の流量の変化が大きく、缶体の上部開口が熱風に曝されるのが間欠的であるため、効率的とはいえない。吐出口のないエリアでは、基本的に自然対流による熱伝達のみで、いわゆる蒸し焼き状態である。実際のコンベアネット上の缶体は、格子状ではなく千鳥状に配列された稠密状態で搬送される。従って、格子状に配列された缶群よりも千鳥状に配列された缶群の方が流体抵抗として大きくなる。吐出口から吐出された熱風の流速は缶体の上部開口付近で急速に減速し、上記熱風は缶群のない部分に流れやすくなると考えられる。上記熱風を、缶体内面や、缶体と缶体の間に強制的に供給するには、缶体の転倒を抑止しながら流速を上げる必要があり、現実的ではない。缶体内面や、缶体と缶体の間に熱風が供給されないことによって、缶体を効率的に加熱することが難しく、缶体上部と下部の間の温度差が大きくなる。この結果、缶体は、内面の塗料の焼き付けムラや溶剤の残留、の抑制が十分でない状態となる。したがって従来は、搬送速度を落としたり、設備を長くしたりして、乾燥時間を長くしなければならなかった。
 これに対し、本実施形態の場合、乾燥装置1の入り口で缶体104を格子状に配列することで、缶体104と缶体104の隙間を広げる。長手方向が搬送方向に平行に配置された吐出口15から吐出された熱風は、缶体104と缶体104の隙間と、缶体104内とにそれぞれ流れ込む。缶体104と缶体104の隙間が広いので、上記隙間に熱風が流れ込みやすい。上記熱風によって、缶体104は外面からの強制対流熱伝達の効果が寄与される。
 缶体104内に流れ込んだ熱風は、吐出口15が缶体104の中心から幅方向(y方向)にずれた位置に配置されていることにより、缶体104内においてコアンダ効果が生じやすい。上記熱風は、コアンダ効果によって、いわゆる壁面噴流となる。壁面噴流は、自由噴流よりも拡散が抑制されるので、流速が低下しにくく、噴流の中心速度は維持される。従って、缶体104内の壁面噴流は、缶底まで達し、缶上部へ吹き上げる流れを形成する。缶体104内面の塗料の焼き付けのプロセスでは、塗料の架橋反応と共に水や溶剤の蒸発・揮発を伴う。上記壁面噴流は、これらの溶媒が缶体104内で滞留することを抑制し、効率よく物質移動させる。缶底に達した壁面噴流は、溶媒を含んで缶上部へ吹き上がっていくので、この噴流を回収することで、物質移動をさらに促進することができる。
 格子状に缶体104を配列することによって時間当たりの缶体104の搬送数量が従来に比べ減少する。しかしながら、本実施形態の乾燥装置1は、熱伝達率及び物質移動効率を向上させた分、コンベアネットの搬送速度を上げることによって、時間当たり搬送数量を減らすことなく処理することができる。以上より、本実施形態は、熱伝達率及び物質移動効率を向上することによって、缶体104の塗膜の品質を向上できると共に省エネルギー化を実現することができる。
 上記実施形態の場合、流路および吐出口15は、一方向から見た形状が長方形状である場合について説明したが、本発明はこれに限らない。図19に示すノズル本体10Bは、ノズル23が設けられている。ノズル23は、ノズル壁12,14の先端側、図19の場合、先端27,28に互いのノズル壁12,14に向かって突出した複数の突起31を有する。突起31は、櫛歯状であって、吐出口25の長手方向に沿って複数形成されている。図19に示す突起31は、一方向から見た形状が四角形状である。突起31同士の間は凹部32が形成されている。凹部32は、突起31と同様、四角形状である。
 上記のようなノズル23を通過した熱風は、突起31同士の間の凹部32を通過することにより、一方向の軸を有する縦渦となることで、直進性が増す。本変形例に係る吐出口25は、吐出口25の長手方向が、搬送方向と平行に配置されているので、缶体104の上部開口105に熱風を継続的に供給できるため、缶体内部を効率的に乾燥することができる。
 吐出口25は、缶体104の中心から幅方向(y方向)にずれた位置に配置されることにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また上記ノズル23を備えた乾燥装置1は、当該ノズル23が突起31を有することにより、直進性が向上した熱風を吐出口25から吐出することができるので、より効率的に缶体104内部を乾燥することができる。ノズル23に突起31を設け、強制的に縦渦を発生させることによって自由噴流の大規模渦列を抑制することができる。ノズル23を通過した熱風は、突起のないノズルを通過した熱風に比べ、吐出口の流速が保たれる領域(速度ポテンシャルコア)を伸ばすことができ、レイノルズ数を大きくすることと等価の効果が得られる。上記突起31は、四角形状である場合に限られず、三角形状でもよい。
 図19の場合、ノズル壁12に形成された突起31と凹部32は、ノズル壁14に形成された突起31と凹部32と同じ位置に形成されているが、本発明はこれに限らない。例えば、ノズル壁12に形成された突起31と凹部32は、ノズル壁14に形成された突起31と凹部32と、吐出口15の長手方向にずれていてもよく、ノズル壁12に形成された突起31に対応した位置にノズル壁14に凹部32が形成されていてもよい。
 図19の場合、ノズル壁12,14の先端27,28に複数の突起31を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。突起31は、圧力損失による熱風の直進性が著しく低下しない程度の範囲内で、吐出口25の入口方向へずれた位置に形成してもよい。
 上記実施形態の場合、乾燥装置1は、コンベアネット102の上流側に、缶体104を搬送方向に一列に整列させる整列機構(図示しない)を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。整列機構は、乾燥装置1とは別に、乾燥装置1の上流側に設けることとしてもよい。
 実際に上記実施形態に係る吐出口の配置の有効性を検証した結果を以下に説明する。まず図20に示す実験装置124を用意した。当該実験装置124は、上部の吹出ノズル118、パンチングプレート120、ノズル本体10Aを介して、気体が缶体104に吐出される。気体は、レイノルズ数を2000、吐出口15における流速を6m/sとした。缶体104は、リニアガイド34によって、吐出口15の長手方向に直交する方向に移動可能に保持されている。缶体104の移動速度は、2.40cm/sとした。
 粒子イメージ流速計測法(Particle Image Velocimetry)により、吐出された気体の流れを撮影した。具体的には、CCDカメラ36を用いて、ノズル11から吐出された気体の流れを撮影した。トレーサーとしてオイルミスト(平均粒径1μm、比重s≒1.05)を用いた。光源38は、Nd:YAGレーザ(最大出力200mJ)であり、図20の位置よりレーザーシートを照射した。
 缶体104(図21)は、透明樹脂で形成した、直径66mm、高さ123mmの上部開口を有する有底筒状体を用いた。ノズル11は、一方向の長さを30mm、吐出口15の幅方向長さを5mm、缶体を載せた台と天板13までの距離を190mmとした。CCDカメラ36を用いてノズル11から吐出された気体の流れを撮影した結果を図22A~Dに示す。図23A~Dは、図22A~Dの各図に対応した缶体104と吐出口15の位置を示す平面図である。
 各画像の右下には、缶体104の左側胴部と、吐出口が一致した時点からの経過時間を示す。図22A、22Dに示すように、缶体胴部の近傍では、吐出口15から吐出された気体は、一方向へ直進し、コアンダ効果により缶体胴部内面に沿って、缶体内部に進入している。
 図22B、22Cに示すように、吐出口15が、缶体104の中心からの距離Dが9mm(図22B)、及び7.8mm(図22C)の位置では、吐出口15から吐出された気体は、コアンダ効果により缶体胴部へ向かいながら、缶体内部へ入りこんでいることが確認された。また、図23B,23Cに示すように、吐出口15と上部開口105の重なりが大きく、吐出口15から吐出された気体のほとんどを缶体内部へ送り込むことができるので、効率的といえる。
 上記の結果から、吐出口15が、少なくとも(r/3)≦Dの位置では、吐出口15から吐出された気体は、缶体胴部へ向かいながら、上部開口105から缶体内部へ入りこむ。吐出口15から吐出された熱風を効率的に缶体内部へ送り込むには、吐出口15と上部開口の重なりを相当程度大きくする必要があるため、D≦(2r/3)であるのが好ましいといえる。
 実際に上記実施形態に係る吐出口の配置と、缶体の加熱温度との関係を検証した結果を以下に説明する。噴流源としてヒートガン((株)石崎電機製作所製 SUREプラジェットPJ-214A)を用いた。高さ135mm、内径約50mmの缶体に対し、缶体の上端から約20mmの上方の位置にノズルを配置した。ノズルは開口幅3mm、長さ約50mmの吐出口を有する平面ノズルを用いた。当該ノズルから、風速約15m/s、温度約300℃、レイノズル数約1400の熱風を吐出した。缶体の中心から吐出口の中心までの距離Dを変えながら、缶体の底面から8mmの位置(ボトム)、底面から68mmの位置(ミドル)、底面から127mmの位置(トップ)の温度を測定した。温度は、缶体を中心軸方向から見てa,b,cの各地点で測定した。地点aは、缶体の中心を通りノズルの長手方向に直交する直線と缶体の胴部の一方の交点である。地点cは、缶体の中心を挟んで地点aに対向する缶体胴部の他方の交点である。地点bは、缶体の中心を通りノズルの長手方向に平行な直線と缶体の胴部の一方の交点である。
 図24は距離Dが0の位置(缶体の中心位置)に吐出口を配置した場合の結果を示す。グラフは、横軸が時間(s)、縦軸が温度(℃)、曲線がそれぞれボトム、ミドル、トップにおける測定温度の変化を示す。地点a(=c),地点bのいずれにおいても、ボトムの温度が最も低く、特に地点aにおけるトップとボトムの熱風の吐出開始から120秒後の温度差は、40.3℃であることが確認された。図26は、熱風の吐出開始から40秒後の温度と速度のコンター図を示す。距離D(ノズル位置)が0の場合における温度コンター図では、缶体のトップが最も温度が高く、次いでミドルが高く、ボトムが最も温度が低いことが示されている。速度コンター図に認められるように、ノズルから吐出された熱風の速度は、缶体のミドルで急速に低下していることが分かる。この結果は、図24の結果と整合しており、吐出口が缶体の中心位置にあるとき、吐出口から吐出された熱風は、缶体の底部まで到達していないため、ボトムとトップの温度差が大きくなると考えられる。
 図25は距離Dが4r/5(=0.8r)の位置に吐出口を配置した場合の結果を示す。各グラフは、横軸が時間(s)、縦軸が温度(℃)、曲線がそれぞれボトム、ミドル、トップにおける測定温度の変化を示す。吐出口が最も近い地点aにおいては、トップの温度が最も高いが、地点bでは熱風の吐出開始から120秒後の温度差が3.5℃と小さく、吐出口から最も離れた地点cではミドル及びボトムがトップの温度より高温であった。図26の温度コンター図から明らかなように、距離Dが4r/5の場合、トップ、ボトム、ミドルの全体にわたって温度が高いことが示されている。速度コンター図に認められるように、吐出口から吐出された熱風は、缶体胴部内面に沿って、缶体内部に進入し、底部で折り返して、反対側の缶体胴部内面に沿って上昇していることが分かる。この結果は、図25の結果と整合しており、吐出口を缶体の中心よりずれた位置に配置することによって、吐出口から吐出された熱風を缶体の底部まで到達させることができ、ボトムとトップの温度差が小さくなると考えられる。
 図27に、缶体の中心から缶体までの距離Dと、各地点におけるボトム、ミドル、トップの温度差との関係を示す。図27から、吐出口を缶体の中心に配置した場合(距離D=0)、温度差が最も大きいことが確認された。温度差は、吐出口が缶体の中心からずれていくにしたがって小さくなり、距離Dが4r/5(=0.8r)のとき最も小さくなることが示された。
1      乾燥装置
10    ノズル本体
11    ノズル
12,14      ノズル壁
15    吐出口
20    突起
21    吸引口
22    凹部(隙間)
23    ノズル
25    吐出口
31    突起
100  乾燥装置

Claims (16)

  1. 所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁の先端にスリット状の吐出口を備え、前記ノズル壁の先端側に互いの前記ノズル壁に向かって突出した複数の突起を有する
    ことを特徴とするノズル。
  2. 前記吐出口から吐出される気体のレイノルズ数が1000~10000であり、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が、1:3~2:1であることを特徴とする請求項1に記載のノズル。
  3. 前記吐出口から吐出される気体のレイノルズ数が1000~4000であることを特徴とする請求項1又は2に記載のノズル。
  4. 前記突起は、吐出方向からみて四角形状であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のノズル。
  5. 前記突起は、吐出方向から見て三角形状であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のノズル。
  6. 乾燥温度が異なる複数の領域と、
    有底筒状に形成された缶体を前記複数の領域内へ搬送する搬送部と
    を備える乾燥装置であって、
    前記複数の領域のそれぞれは、
    請求項1~5のいずれか1項に記載のノズルを有する
    ことを特徴とする乾燥装置。
  7. 前記突起の形状、及び
    前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比
    の少なくとも一方が、前記複数の領域において異なる
    ことを特徴とする請求項6に記載の乾燥装置。
  8. 前記複数の領域は、上流から、予熱帯、昇温帯、及び保持帯が搬送方向に沿って順に設けられており、
    前記予熱帯における前記突起は、吐出方向からみて四角形状であって、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が1:2であり、
    前記昇温帯及び前記保持帯における前記突起は、吐出方向から見て三角形状であって、前記突起の面積と、当該突起間の隙間の面積の比が1:3である
    ことを特徴とする請求項6に記載の乾燥装置。
  9. 前記吐出口の幅長さは、前記缶体の半径より短いことを特徴とする請求項6~8のいずれか1項に記載の乾燥装置。
  10. 乾燥温度が異なる複数の領域内へ、内面に熱硬化性樹脂塗料の塗膜が形成された有底筒状の缶体を搬送して、前記内面に前記塗膜を焼き付けるステップを備える缶体の製造方法であって、
    前記塗膜を焼き付けるステップは、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁の先端にスリット状の吐出口と、前記一対のノズル壁の先端側に互いの前記ノズル壁に向かって突出した複数の突起と、を有するノズルから、気体を吐出する
    ことを特徴とする缶体の製造方法。
  11. 有底筒状に形成された缶体を搬送する搬送部と、
    前記缶体の上部開口に向かって気体を吐出するスリット状の吐出口を有するノズルと
    を備え、
    前記吐出口の長手方向が搬送方向と平行である
    ことを特徴とする乾燥装置。
  12. 前記吐出口は、前記缶体の中心から前記搬送部の幅方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項11に記載の乾燥装置。
  13. 前記吐出口の幅方向の中心と前記缶体の中心の間の距離をD、前記缶体の半径をrとした場合、前記吐出口は(r/3)≦D<rの範囲内に配置されていることを特徴とする請求項11又は12に記載の乾燥装置。
  14. 前記缶体の中心を挟んで前記吐出口が配置された側と反対側に、前記気体を吸引する吸引口が設けられていることを特徴とする請求項12又は13に記載の乾燥装置。
  15. 前記搬送部は、前記缶体を搬送方向に一列に整列させる整列機構を有することを特徴とする請求項11~14のいずれか1項に記載の乾燥装置。
  16. 前記ノズルは、所定の間隔を開けて対向して配置された一対のノズル壁と、前記ノズル壁の先端に前記吐出口を備え、前記ノズル壁の先端側に互いのノズル壁に向かって突出した複数の突起を有することを特徴とする請求項11~15のいずれか1項に記載の乾燥装置。
PCT/JP2019/018125 2018-05-01 2019-04-26 ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法 WO2019212058A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112019002259.8T DE112019002259B4 (de) 2018-05-01 2019-04-26 Trocknungseinrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Dosenkörpers
GB2018847.0A GB2588545B (en) 2018-05-01 2019-04-26 Nozzle, drying device, and method for producing can body
US17/051,374 US11920863B2 (en) 2018-05-01 2019-04-26 Nozzle, drying device, and method for producing can body
CN201980029469.9A CN112074701B (zh) 2018-05-01 2019-04-26 喷嘴、干燥装置及罐体制造方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018088139 2018-05-01
JP2018088140 2018-05-01
JP2018-088140 2018-05-01
JP2018-088139 2018-05-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019212058A1 true WO2019212058A1 (ja) 2019-11-07

Family

ID=68385960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/018125 WO2019212058A1 (ja) 2018-05-01 2019-04-26 ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11920863B2 (ja)
CN (1) CN112074701B (ja)
DE (1) DE112019002259B4 (ja)
GB (1) GB2588545B (ja)
WO (1) WO2019212058A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210095923A1 (en) * 2018-05-01 2021-04-01 Universal Can Corporation Nozzle, drying device, and method for producing can body

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2619940A (en) * 2022-06-21 2023-12-27 Pulpex Ltd Receptacle drying system and method
DE102022123370A1 (de) * 2022-09-13 2024-03-14 Belvac Production Machinery, Inc. Trocknungssystem und Verfahren zum Trocknen einer Dosenbeschichtung von Dosen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5819779U (ja) * 1981-07-31 1983-02-07 東洋製罐株式会社 焼付乾燥炉の缶体移送装置
JPS6390723U (ja) * 1986-11-27 1988-06-13
JPH0568957A (ja) * 1991-09-11 1993-03-23 Daiwa Can Co Ltd 底付開口容器の乾燥設備
JPH0718193U (ja) * 1993-08-23 1995-03-31 ロザイ工業株式会社 缶ドライヤオーブン

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2440648A (en) * 1944-01-19 1948-04-27 Uxbridge Worsted Co Inc Apparatus for drying cloth with air
US3403456A (en) * 1967-02-14 1968-10-01 White Consolidated Ind Inc Impingement type drying apparatus
US3570414A (en) * 1968-12-30 1971-03-16 William Don Miller Ventilated tubular bracing and mount therefor
US4492571A (en) 1981-07-31 1985-01-08 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. Baking and drying furnace for containers such as cans
US4414757A (en) * 1981-10-07 1983-11-15 Overly, Incorporated Web dryer nozzle assembly
GB2144988A (en) 1983-08-20 1985-03-20 Metal Box Plc Thermal treatment apparatus
US4606137A (en) * 1985-03-28 1986-08-19 Thermo Electron Web Systems, Inc. Web dryer with control of air infiltration
JPH0395385A (ja) 1989-09-06 1991-04-19 Mitsubishi Materials Corp 空缶の乾燥方法
JP2820345B2 (ja) * 1992-01-27 1998-11-05 大和製罐株式会社 底付開口容器の乾燥方法および乾燥装置
TW199117B (ja) 1991-09-11 1993-02-01 Daiwa Can Co Ltd
US5353520A (en) 1993-06-04 1994-10-11 Oven Systems, Inc. Pin oven system for cans
CN2284191Y (zh) * 1996-08-20 1998-06-17 董毅 安全防爆啤酒瓶涂膜装置
AU4112297A (en) * 1996-09-03 1998-03-26 Niro A/S Process and apparatus for spray drying or spray cooling
US6702101B2 (en) 2001-12-21 2004-03-09 Spraying Systems Co. Blower operated airknife with air augmenting shroud
ITRM20020452A1 (it) * 2002-09-10 2004-03-11 Sipa Spa Procedimento e dispositivo per il trattamento di rivestimenti
CN2682352Y (zh) * 2004-03-31 2005-03-02 郑友林 除水机
JP2005305794A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Komori Corp シート状物の乾燥機
JP2006130384A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Asama Giken Co Ltd 水性塗料の塗布乾燥方法及び装置
CN2873324Y (zh) * 2006-02-27 2007-02-28 福建方明钢铁有限公司 一种彩涂生产线多涂多烘单体固化炉
ITRM20060277A1 (it) * 2006-05-24 2007-11-25 Sipa Societa Industrializzazio Impianto e processo di verniciatura di contenitori
CN201100830Y (zh) * 2007-09-11 2008-08-13 郑友林 瓶形器具除水机
DE102008004774A1 (de) * 2008-01-16 2009-07-23 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung von Gegenständen, insbesondere von Flüssigkeitsbehältern
CN201463465U (zh) * 2009-05-05 2010-05-12 宝利时(深圳)胶粘制品有限公司 一种烤箱
DE102010000548A1 (de) * 2010-02-25 2011-08-25 Krones Ag, 93073 Transport- und Trocknungsstrecke für einzeln beförderte Artikel und Verfahren zur Trocknung einzeln beförderter Artikel
JP2012006271A (ja) * 2010-06-25 2012-01-12 Unitika Ltd 樹脂フィルムの製造装置
US8689458B2 (en) * 2010-07-16 2014-04-08 Valspar Sourcing, Inc System and method for drying five-sided containers
CN101963439B (zh) * 2010-10-11 2012-03-21 湖北联合天诚防伪技术股份有限公司 一种节能型烘干装置
JP2012174741A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Aqua Science Kk 複連ノズル及び当該複連ノズルを備える基板処理装置
CN202143875U (zh) * 2011-07-04 2012-02-15 广东韩江轻工机械有限公司 一种金属罐焊缝涂覆的吸风式感应烘干装置
CN202924253U (zh) * 2012-11-27 2013-05-08 汕头市新青罐机有限公司 一种包装容器输送装置
CN103148688A (zh) * 2013-04-11 2013-06-12 中国长城葡萄酒有限公司 一种葡萄酒瓶外壁除水烘干装置
CN204100751U (zh) * 2014-08-04 2015-01-14 上海巴克斯酒业有限公司 一种安装在输送线上的瓶口吹干装置
CN204555596U (zh) * 2015-03-16 2015-08-12 广西中天领御酒业有限公司 葡萄酒瓶吹干装置
CN204612409U (zh) * 2015-05-14 2015-09-02 华润双鹤药业股份有限公司 安瓿注射液灭菌后的吹干装置
CN205747836U (zh) * 2016-06-21 2016-11-30 天津天斯达酒业发展有限公司 一种新型改进型的葡萄酒瓶吹干装置
CN206131662U (zh) * 2016-08-18 2017-04-26 北冰洋(北京)饮料食品有限公司 饮料瓶身吹干装置
CN206176957U (zh) * 2016-11-07 2017-05-17 天津冠芳可乐饮料有限公司 一种吹干装置
JP6912910B2 (ja) * 2017-03-21 2021-08-04 トリニティ工業株式会社 乾燥システム
US11920863B2 (en) * 2018-05-01 2024-03-05 Universal Can Corporation Nozzle, drying device, and method for producing can body
CN109945607B (zh) * 2019-03-15 2024-02-20 常州市范群干燥设备有限公司 一种干燥物体的装置、方法及生产线
CN211823703U (zh) * 2020-03-17 2020-10-30 深圳市九明药业有限公司 一种热风循环式隧道灭菌烘箱

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5819779U (ja) * 1981-07-31 1983-02-07 東洋製罐株式会社 焼付乾燥炉の缶体移送装置
JPS6390723U (ja) * 1986-11-27 1988-06-13
JPH0568957A (ja) * 1991-09-11 1993-03-23 Daiwa Can Co Ltd 底付開口容器の乾燥設備
JPH0718193U (ja) * 1993-08-23 1995-03-31 ロザイ工業株式会社 缶ドライヤオーブン

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210095923A1 (en) * 2018-05-01 2021-04-01 Universal Can Corporation Nozzle, drying device, and method for producing can body
US11920863B2 (en) * 2018-05-01 2024-03-05 Universal Can Corporation Nozzle, drying device, and method for producing can body

Also Published As

Publication number Publication date
GB2588545A (en) 2021-04-28
DE112019002259B4 (de) 2022-07-07
US20210095923A1 (en) 2021-04-01
CN112074701B (zh) 2023-06-02
US11920863B2 (en) 2024-03-05
DE112019002259T5 (de) 2021-03-11
GB202018847D0 (en) 2021-01-13
DE112019002259T8 (de) 2021-03-18
GB2588545B (en) 2022-11-30
CN112074701A (zh) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019212058A1 (ja) ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法
JP7096929B2 (ja) ノズル、乾燥装置、及び缶体の製造方法
US3997376A (en) Spray mist cooling method
US10899143B2 (en) Heating apparatus, medium processing apparatus, and medium processing method
CN110431242B (zh) 具有喷嘴系统的带悬浮设备
JP6857209B2 (ja) 乾燥装置
JP6092507B2 (ja) 電極シートの乾燥装置及び電極シートの乾燥方法
JPH08511337A (ja) 缶用ピン・オーブン・システム
US9044725B2 (en) Effective droplet drying
JP4620327B2 (ja) 流体を薄い要素の少なくとも表面に吹きつける装置及び組合された吹きつけユニット
JP5776484B2 (ja) 電極シートの乾燥装置
JP7420532B2 (ja) 乾燥装置
CN217941861U (zh) 用于由颗粒材料制造三维物品的设备
JP2009174777A (ja) 塗装鋼帯の乾燥焼付装置及び乾燥焼付方法
JP2021076280A (ja) 乾燥方法
JPS5912541Y2 (ja) 熱処理装置
US2948968A (en) Method and apparatus for removing liquids from glass plates
JP2019214422A (ja) ラベル用シュリンク装置
JP6617146B2 (ja) 気体衝突装置、そのような気体衝突装置を含む記録基材処理装置及び印刷システム
US20240034079A1 (en) System and Method for Cooling Paper within a Printer Assembly
SU521439A1 (ru) Сушилка
JP3186787B2 (ja) 長尺感光膜の形成方法およびその装置
JPS5822232A (ja) 浮遊式搬送装置
JP2023113283A (ja) 塗布膜付き基材の製造方法およびスプレー塗布装置
JP2004141759A (ja) 乾燥用ノズル

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19796626

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 202018847

Country of ref document: GB

Kind code of ref document: A

Free format text: PCT FILING DATE = 20190426

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19796626

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1