(57)【要約】【課題】搬送速度を低下させることなく輻射加熱に要する時間を短くしても適正に乾燥させることができるようにし、その結果、炉長を短くしてエネルギーロスを少なくする。【解決手段】ワーク（Ｗ）をコンベア（２）で搬送しながらその塗膜を乾燥させるトンネル通路（３）の入口側に、搬送方向に沿って配された加熱ダクトの輻射熱によりワーク（Ｗ）を所定温度まで昇温させる輻射加熱ゾーン（４）が形成された塗装用乾燥炉において、ワーク（Ｗ）に対向する正面側が輻射パネル（７）となる加熱ダクト（６）内に、輻射パネル（７）に対してその裏面側から過熱蒸気を吹き付ける蒸気吐出管（９）を配した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをコンベアで搬送しながらその塗膜を乾燥させるトンネル通路の入口側に、搬送方向に沿って配された加熱ダクトの輻射熱によりワークを所定温度まで昇温させる輻射加熱ゾーンが形成された塗装用乾燥炉において、
ワークに対向する正面側が輻射パネルとなる前記加熱ダクト内に、輻射パネルに対してその裏面側から過熱蒸気を吹き付ける蒸気吐出管が配されたことを特徴とする塗装用乾燥炉。
【請求項２】
前記加熱ダクトが高さ方向又は長さ方向に対して分割されて形成され、各加熱ダクトに配された蒸気吐出管に個別に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給系が設けられた請求項１記載の塗装用乾燥炉。
【請求項３】
ワークをコンベアで搬送しながらその塗膜を乾燥させるトンネル通路の入口側に、搬送方向に沿って配された加熱ダクトの輻射熱によりワークを所定温度まで昇温させる輻射加熱ゾーンが形成された塗装用乾燥炉において、
前記輻射加熱ゾーンを通過するワークの表面温度が１００℃に達した地点から所定温度に達する地点までの間に、ワークに対して過熱蒸気を吹き付けるノズルを設けたことを特徴とする塗装用乾燥炉。
【請求項４】
ワークをコンベアで搬送しながらその塗膜を乾燥させるトンネル通路に配された加熱ダクトの輻射熱によりワークを所定温度まで昇温させて乾燥させる乾燥方法において、前記加熱ダクト内に過熱蒸気を供給することにより、該加熱ダクトのワークに対向する面を加熱することを特徴とする乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車ボディなどのワークをコンベアで搬送しながらその塗膜を乾燥させるトンネル型の塗装用乾燥炉及び乾燥方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、自動車ボディの塗装ラインに塗装ブースに連続して設置される従来のトンネル型塗装用乾燥炉５１の輻射加熱ゾーン５２を示すものである。
乾燥炉５１は、その入口側に、ワークとなる自動車ボディＷを輻射熱により所定温度まで昇温させて塗膜を半乾き状態にする輻射加熱ゾーン５２が形成されると共に、その出口側に、加熱空気を吹き付けて塗膜の焼付乾燥を行う対流加熱ゾーン（図示せず）が形成されている。
【０００３】輻射加熱ゾーン５２には、熱風発生器（図示せず）から加熱空気の供給を受ける加熱ダクト５３が配されて、そのダクト５３の輻射熱により自動車ボディＷが１３０〜１４０℃程度まで昇温されるようになっている。
また、対流加熱加熱ゾーンには、熱風吹出ダクトが配されて、ワークＷに高温の加熱空気を吹き付けることにより１７０〜１８０℃まで加熱して、塗膜の焼付乾燥を行なうようになっている。
【０００４】ここで、輻射加熱ゾーン５２での乾燥が不十分なまま対流加熱ゾーンに搬送されて高温で焼付乾燥が行われると、塗膜中の水分が沸騰してワキと称する塗装不良を生ずるおそれがある。
特に、ドアの戸当りとなる自動車ボディ下端部左右両側のロッカー部５４と称する厚板部分は昇温が悪いため、塗装不良を起こしやすい。
【０００５】このため、自動車ボディ用の乾燥炉５１では、ロッカー部５４に対して、輻射加熱ゾーン５２内で比較的低温の加熱空気を吹き付けるノズル５５を加熱ダクト５４に形成したものも提案されている。
これによれば、輻射加熱ゾーン５２において昇温され難いロッカー部５４でも、加熱ダクト５３による輻射加熱とノズル５５から吹き出される熱風による対流加熱の双方により加熱されて確実に昇温されるので、塗装不良を起こすこともない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、地球温暖化防止対策に伴うＣＯ２排出規制の観点から、全ての産業を対象としてより一層の省エネルギーが要請されている。
塗装工場も例外ではなく、特に、このような塗装乾燥炉においては放熱によるエネルギーロスが大きい。
【０００７】例えば、輻射加熱ゾーン５２は、その炉内温度を一定に維持するために自動車ボディの搬送間隔に関わりなく連続的に加熱しなければならないので、輻射加熱ゾーン５２が長くなれば、自動車ボディの存在しない部分では輻射熱が自動車ボディの昇温に直接寄与せず、その分、無駄な放熱量が増える。
【０００８】したがって、炉長を短くすることができれば、放熱によるエネルギーロスを少なくすることができるが、その分乾燥時間も短くなり乾燥不十分になるおそれがある。
搬送速度を低下させれば、生産効率が低下するだけでなく、その分、放熱時間が長くなるのでエネルギーロスは解消されない。
【０００９】そこで本発明は、搬送速度を低下させることなく輻射加熱に要する時間を短くしても適正に乾燥させることができ、その結果、炉長を短くしてエネルギーロスを少なくすることを技術的課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、ワークをコンベアで搬送しながらその塗膜を乾燥させるトンネル通路の入口側に、搬送方向に沿って配された加熱ダクトの輻射熱によりワークを所定温度まで昇温させる輻射加熱ゾーンが形成された塗装用乾燥炉において、自動車ボディに対向する正面側が輻射パネルとなる前記加熱ダクト内に、輻射パネルに対してその裏面側から過熱蒸気を吹き付ける蒸気吐出管が配されたことを特徴とする。
【００１１】本発明によれば、加熱ダクトに加熱空気（熱容量：５０ｋｃａｌ／ｋｇ程度）を供給するのに替えて、熱容量が大きな過熱蒸気（熱容量：６８０ｋｃａｌ／ｋｇ）を供給するようにしているので、加熱空気と同じ風量で供給した場合に、単純計算で１４倍程度の熱量を供給でき、供給ダクトなどからの放熱を考慮しても、余りある熱量を供給できる。
【００１２】この過熱蒸気は、工場に設置されているタービン発電用のコ・ジェネレータの余剰蒸気を利用して簡単に生成できるので、加熱蒸気生成のために過大なエネルギーを浪費することもない。
【００１３】また、加熱ダクト内には、その正面側に形成される輻射パネルの裏面側から過熱蒸気を吹き付ける蒸気吐出管が配されているので、輻射パネル全体を均一に加熱することができ、温度分布が偏ることもない。
【００１４】発明者の実験によれば、輻射加熱が終了した時点で必要とされる１４０℃に達するまで、従来１０分かかっていたものが３分で昇温させることができ、加熱時間を７０％短縮できるので、輻射加熱ゾーンも短縮可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る塗装用乾燥炉を示す正面図、図２はその側面図、図３はワーク表面の温度変化を示すグラフ、図４は本発明に係る他の塗装用乾燥炉を示す側面図、図５はその正面図、図６はワーク表面の温度変化を示すグラフである。
【００１６】図１及び図２に示す塗装用乾燥炉１は、ワークとなる自動車ボディＷをコンベア２で搬送しながら塗料の吹付・乾燥を行う塗装ラインに組み込まれて設置されるもので、トンネル通路３の入口３ｉｎ側に、自動車ボディＷを輻射熱により所定温度まで昇温させて塗膜を半乾き状態にする輻射加熱ゾーン４が形成されると共に、出口３ｏｕｔ側に、加熱空気を吹き付けて塗膜の焼付乾燥を行う対流加熱ゾーン５が形成されている。
【００１７】輻射加熱ゾーン４には、コンベア２の搬送方向に沿ってその両側に加熱ダクト６が配され、該ダクト６の自動車ボディに対向する正面側が輻射パネル７となっている。
この加熱ダクト６は高さ方向に分割されて、主として自動車ボディＷの下端部左右両側のロッカー部８近傍を加熱する下部加熱ダクト６Ｌと、上端側を加熱する上部加熱ダクト６Ｕからなる。
【００１８】そして、各加熱ダクト６Ｕ、６Ｌ内には、輻射パネル７を均一に加熱することができるように、その裏面側から輻射パネル７に向って過熱蒸気を吹き付けるノズル９Ｎ…付きの蒸気吐出管９が所定間隔で配され、夫々の蒸気吐出管９が過熱蒸気供給系１０に接続されて、個別に温度調整可能になされている。
【００１９】過熱蒸気供給系１０は、工場内に設置されているタービン発電用のコ・ジェネレータ１１の余剰蒸気供給配管１２が各加熱ダクト６Ｕ、６Ｌの蒸気吐出管９に分岐接続され、その余剰蒸気供給配管１２に、減圧弁１３と過熱器１４が介装されている。
【００２０】また、炉１内の温度制御御を行う温度制御装置２１は、その入力側に炉内温度センサ２２と、加熱ダクト６内に配された蒸気温度センサ２３が接続されると共に、その出力側に過熱器１４となる電気ヒータが接続されている。
【００２１】そして、温度制御装置２１により、予め設定された炉内温度と炉内温度センサ２２の検出温度に基づいて、加熱ダクト６に供給される過熱蒸気の目標温度が設定され、該目標温度と蒸気温度センサ２３の検出温度が比較されて、その差に基づき過熱器１４となる電気ヒータの熱量が調整され、炉内温度がコントロールされるようになっている。
【００２２】これにより、コ・ジェネレータ１１から供給された５ｋｇ／ｃｍ２の余剰蒸気が、減圧弁１３により２ｋｇ／ｃｍ２程度まで減圧されると同時に除湿され、約６８０ｋｃａｌ／ｋｇの熱容量を有する蒸気となって過熱器１４に供給され、約４００℃程度の過熱蒸気が生成されて加熱ダクト６に供給される。
【００２３】以上が本発明の一構成例であって、次にその作用を説明する。
まず、過熱蒸気供給系１０により加熱ダクト６に過熱蒸気を供給し、炉内温度センサ２２及び蒸気温度センサ２３の検出温度に基づいて、予め設定された炉内温度となるように温度制御装置２１により蒸気温度が制御される。
このとき、加熱ダクト６内に配された蒸気吐出管９から吹き付けられる過熱蒸気により輻射パネル７が加熱され、過熱蒸気はその熱容量が６８０ｋｃａｌ／ｋｇもあるので、輻射パネル７は短時間で所定温度に昇温される。
【００２４】そして、炉１内が設定温度に達した時点で、自動車ボディＷの搬入を開始すると、自動車ボディＷが輻射パネル７から放射される輻射熱により加熱される。
このとき室温の自動車ボディＷが輻射加熱ゾーン４に搬入されるため、自動車ボディＷを加熱することにより炉１内の熱が奪われるが、加熱ダクト６に対して熱容量の大きな過熱蒸気が供給されているため、熱量の低下分はすぐに補われ、炉内温度が低下し過ぎることがない。
また、昇温しにくい自動車ボディ下端部左右両側のロッカー部８に対しても、下部加熱ダクト６Ｌから大容量の熱量が供給されるので、短時間で昇温させることができる。
【００２５】図３は輻射加熱ゾーン４における自動車ボディＷの表面の温度変化を示すグラフである。
これによれば、対流加熱開始温度が１４０℃だとすると、１４０℃に達するまで従来１０分かかっていた昇温時間が、本例では７０％短縮されて僅か３分で昇温されていることが判る。
したがって、輻射加熱ゾーン４の長さを最大７０％まで短縮することができ、無駄な放熱を少なくしてエネルギーロスを低減することができる。
【００２６】図４及び図５は塗装用乾燥炉の他の実施形態を示す正面図及び側面図である。なお、図１及び図２と共通する部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
本例は、輻射加熱ゾーン４に配された加熱ダクト４１内に加熱空気が供給され、輻射加熱ゾーン４を通過する自動車ボディＷの表面温度が１００℃に達する地点Ｐ１から、例えば１４０℃の適正乾燥温度に達する地点Ｐ２の間に、自動車ボディ下端部左右両側のロッカー部８に対して過熱蒸気を吹き付けるノズル４２が配設され、昇温しにくいロッカー部８を局所的に加熱できるようになっている。
【００２７】加熱ダクト４１内に加熱空気を供給して、その輻射熱により室温の自動車ボディＷを昇温させる場合、図６破線に示すように通常は１００℃に達するまで約５分、対流加熱開始温度１４０℃に達するのに約５分の合計１０分かかり、さらに、輻射加熱ゾーン４を搬送されている間中、昇温しにくいロッカー部８を適正に乾燥させるために必要に応じて加熱空気を吹き付けるのが一般的である（図７参照）。
【００２８】ここで、ロッカー部８に単に加熱空気を吹き付けるのに替え、自動車ボディＷの表面温度が１００℃に達するまでは輻射熱のみで加熱し、１００℃に達した地点Ｐ１から、例えば４００℃の過熱蒸気をロッカー部８に吹き付けると、その表面に熱量が大量に供給されて、自動車ボディＷ及びそのロッカー部８とも対流加熱開始温度の１４０℃に達するのに約２分しかかからず、昇温時間が全体で約７分と３０％短縮され、したがって輻射加熱ゾーン４の長さも３０％短縮することができる。
【００２９】なお本例では、自動車ボディＷが水の沸点以上に達したところで、過熱蒸気を吹き付けているので、その過熱蒸気に多量の水分が含まれていてもボディＷの表面に結露することがなく、したがって、塗装品質に悪影響を与えることもない。
【００３０】また、上述の説明では、図１及び図２に示すように過熱蒸気を加熱ダクト６に供給する場合と、図４及び図５に示すように過熱蒸気をノズル４２からロッカー部８に吹き付ける場合について説明したが、図１及び図２に示す下部加熱ダクト６Ｌにロッカー部８に対向するノズル（図示せず）を形成することにより、下部加熱ダクト６Ｌからロッカー部８に向けて過熱蒸気を吹き付けるようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、輻射加熱ゾーンに配された加熱ダクトに熱容量の大きな過熱蒸気を供給することにより、大量の熱量を輻射加熱ゾーンに供給することができるので、ワークの搬送速度を低下させることなく輻射加熱に要する時間を短くしても適正に乾燥させることができ、その結果、炉長を短くしてエネルギーロスを少なくすることができるという大変優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗装用乾燥炉を示す正面図。
【図２】その側面図。
【図３】ワーク表面の温度変化を示すグラフ。
【図４】本発明に係る他の塗装用乾燥炉を示す側面図。
【図５】その正面図。
【図６】ワーク表面の温度変化を示すグラフ。
【図７】従来装置を示す説明図。
【符号の説明】
１………塗装用乾燥炉
Ｗ………自動車ボディ（ワーク）
２………コンベア
３………トンネル通路
４………輻射加熱ゾーン
６………加熱ダクト
７………輻射パネル
８………ロッカー部
９………蒸気吐出管
９Ｎ……ノズル
１０………過熱蒸気供給系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004101001.tif 000008
【図７】
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