(57)【要約】【課題】好適な換気効率を維持したまま処理装置を小規模化することが可能な塗装乾燥炉を提供すること。【解決手段】本発明の換気方法は、被塗物Ｗの搬送方向に沿って配設された複数の乾燥ゾーン５，６内に加熱気体を供給して被塗物Ｗを熱風乾燥させる塗装乾燥炉１について適用される。揮発性成分蒸発量が相対的に少ない第１乾燥ゾーン５が有する吹き出しダクト１２のみに対して、炉外から加熱気体を供給する。一方、揮発性成分蒸発量が相対的に多い第２乾燥ゾーン６が有する吸い込みダクト２４のみから、蒸発した揮発性成分を含む気体を炉外に排出する。第２乾燥ゾーン６の外に排出した空気は、その後処理装置２７を用いて処理する。また、炉内の加熱気体の一部を第１乾燥ゾーン５から第２乾燥ゾーン６に移行させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物の搬送方向に沿って配設された複数の乾燥ゾーン内に加熱気体を供給して前記被塗物を熱風乾燥させるとともに、蒸発した揮発性成分を含む気体を乾燥ゾーン外に排出した後に処理装置を用いて処理する塗装乾燥炉の換気方法において、
揮発性成分蒸発量が相対的に少ない第１乾燥ゾーンが有する吹き出しダクトのみに対して、炉外から加熱気体を供給する一方、揮発性成分蒸発量が相対的に多い第２乾燥ゾーンが有する吸い込みダクトのみから、蒸発した揮発性成分を含む気体を炉外に排出するとともに、炉内の加熱気体の一部を前記第１乾燥ゾーンから前記第２乾燥ゾーンに移行させるようにしたことを特徴とする塗装乾燥炉の換気方法。
【請求項２】
前記第１乾燥ゾーンが有する前記吹き出しダクトの一部と、前記第２乾燥ゾーンが有する前記吸い込みダクトの一部とを対向して配置したことを特徴とする請求項１に記載の塗装乾燥炉の換気方法。
【請求項３】
被塗物の搬送方向に沿って配設された複数の乾燥ゾーン内に加熱気体を供給して前記被塗物を熱風乾燥させるとともに、蒸発した揮発性成分を含む気体を乾燥ゾーン外に排出した後に所定の処理を行う塗装乾燥炉において、
吹き出しダクト及び吸い込みダクトを有し、揮発性成分蒸発量が相対的に少ない第１乾燥ゾーンと、
吹き出しダクト及び吸い込みダクトを有し、揮発性成分蒸発量が相対的に多い第２乾燥ゾーンと、
前記第１乾燥ゾーンが有する吹き出しダクトに設けられ、炉外から加熱気体を供給する給気部と、
前記第２乾燥ゾーンが有する吸い込みダクトに設けられ、蒸発した揮発性成分を含む気体を炉外に排出する排気部と、
前記第１乾燥ゾーンが有する前記吹き出しダクトの一部と、前記第２乾燥ゾーンが有する前記吸い込みダクトの一部とを対向して配置した構造のエアシール発生部と、
前記排気部に接続された脱臭装置と
を備えることを特徴とする塗装乾燥炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の乾燥ゾーン内に加熱気体を供給して被塗物を熱風乾燥させる塗装乾燥炉、及びそれにおける換気方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、自動車の塗装ラインでは、被塗物である自動車ボディを搬送するコンベアラインに沿って、下塗り塗装の塗膜を乾燥させるシーラー炉等の下塗り炉、中塗り炉、水研炉及び上塗り炉などの塗装乾燥炉を設置している。この種の乾燥炉は、自動車ボディをコンベアで搬送しながらその塗膜を加熱乾燥するために、炉本体の両端に自動車ボディの出入口を設けたトンネル状に形成されている。そして、炉内には、入口側から出口側にかけて、自動車ボディの濡れた塗膜を速やかに乾燥させてそのボディを設定温度まで加熱昇温させる昇温ゾーンと、自動車ボディを設定温度に加熱保持する保持ゾーンとが設けられている。ここで図３に従来の塗装乾燥炉４１の一例を示す。
【０００３】
図３に示す従来の塗装乾燥炉４１は、前段に昇温ゾーン４２を備えかつ後段に保持ゾーン４３を備えている。昇温ゾーン４２には吹き出しダクト４５及び吸い込みダクト４７が設けられ、保持ゾーン４３には吹き出しダクト４６及び吸い込みダクト４８が設けられている。吹き出しダクト４５，４６には炉内に加熱空気を供給する給気部４９が各々設けられる一方、吸い込みダクト４７，４８には蒸発した揮発性成分（塗膜樹脂や溶剤）を含む気体を炉外に排出する排気部５０が各々設けられている。つまり、図３の塗装乾燥炉４１は給排気経路を２系統備えたものとなっている。また、これらの排気部５０は、途中で合流する配管５１を経由して、最終的には脱臭装置５２に導入される。なお、これと同様の構造は下記の文献においても従来開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８４０９号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、給排気経路を２系統備える上記従来の塗装乾燥炉４１において、２つの給気部４９に加熱空気を所定量（例えば１００Ｎｍ3／ｍｉｎ）ずつ供給したとすると、脱臭装置５２にはそれを合わせた量（２００Ｎｍ3／ｍｉｎ）の気体が導入されることになる。しかし、脱臭装置５２に導入される処理風量が大きくなると、その処理風量に見合う大規模の脱臭装置５２が必要となり、結果的に設備費が高くついてしてしまう。
【０００６】
そこで、このような問題を解消する方策としては、単純に、２つの給気部４９に供給する給気風量を半減させる（例えば５０Ｎｍ3／ｍｉｎずつにする）ことが考えられる。しかし、この場合には、炉内の換気効率が悪くなり、塗膜が効率よく乾燥されなくなる。また、別の方策としては、２系統ある給排気経路のうちの一方を省略した構成とすることが考えられる。しかし、この方策を採ったとしても、給排気経路を省略したほうの乾燥ゾーンについては、空気の給排気が積極的に行われなくなる結果、空気が滞留しやすくなる。そのため、やはり炉内の換気効率が悪くなり、塗膜が効率よく乾燥されなくなる。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、好適な換気効率を維持したまま処理装置を小規模化することが可能な塗装乾燥炉の換気方法、塗装乾燥炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者らが上記課題を解決すべく鋭意研究を行ったところ、複数の乾燥ゾーンにおける揮発性成分蒸発量の違いに着目した。そして、揮発性成分蒸発量が相対的に少ない乾燥ゾーンのみに対して給気をする一方、揮発性成分蒸発量が相対的に多い乾燥ゾーンのみから排気をすれば、換気効率を維持したまま給気風量及び排気風量を低減できる、という事実を新規に知見した。そこで、本願発明者らはかかる知見に基づいてさらに研究を行い、最終的に下記の発明を想到するに至ったのである。
【０００９】
即ち、請求項１は、被塗物の搬送方向に沿って配設された複数の乾燥ゾーン内に加熱気体を供給して前記被塗物を熱風乾燥させるとともに、蒸発した揮発性成分を含む気体を乾燥ゾーン外に排出した後に処理装置を用いて処理する塗装乾燥炉の換気方法において、揮発性成分蒸発量が相対的に少ない第１乾燥ゾーンが有する吹き出しダクトのみに対して、炉外から加熱気体を供給する一方、揮発性成分蒸発量が相対的に多い第２乾燥ゾーンが有する吸い込みダクトのみから、蒸発した揮発性成分を含む気体を炉外に排出するとともに、炉内の加熱気体の一部を前記第１乾燥ゾーンから前記第２乾燥ゾーンに移行させるようにしたことを特徴とする塗装乾燥炉の換気方法をその要旨としている。
【００１０】
従って、請求項１に記載の換気方法によると、一方の乾燥ゾーンが有する吹き出しダクトのみに対して給気を行い、かつ他方の乾燥ゾーンが有する吸い込みダクトのみから排気を行っているので、従来に比べて給気風量及び排気風量が低減される。よって、処理装置に導入される処理風量を抑えることができる。また、炉内の加熱気体の一部を第１乾燥ゾーンから第２乾燥ゾーンに移行させているので、一方の乾燥ゾーンに気体が滞留することがなく、好適な換気効率が維持される。この場合、第１乾燥ゾーンから第２乾燥ゾーンに移行してくる気体中には、蒸発した揮発性成分が既に含まれているものの、その量は比較的少ない。よって、当該気体を利用して第２乾燥ゾーンでも効率よく乾燥することができる。
【００１１】
以上のように、この換気方法によれば、好適な換気効率を維持したまま処理装置を小規模化することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第１乾燥ゾーンが有する前記吹き出しダクトの一部と、前記第２乾燥ゾーンが有する前記吸い込みダクトの一部とを対向して配置したことをその要旨とする。
【００１３】
従って、請求項２に記載の発明によると、第１乾燥ゾーンから第２乾燥ゾーンへ加熱気体をスムーズに移行させることができる。また、第１乾燥ゾーンと第２乾燥ゾーンとの境界部分では、加熱気体が一定方向に流れることによりエアシールが発生する。よって、第２乾燥ゾーンから第１乾燥ゾーンへのエア漏れが起こりにくくなり、エア漏れに起因する換気効率の低下が未然に防止される。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、被塗物の搬送方向に沿って配設された複数の乾燥ゾーン内に加熱気体を供給して前記被塗物を熱風乾燥させるとともに、蒸発した揮発性成分を含む気体を乾燥ゾーン外に排出した後に所定の処理を行う塗装乾燥炉において、吹き出しダクト及び吸い込みダクトを有し、揮発性成分蒸発量が相対的に少ない第１乾燥ゾーンと、吹き出しダクト及び吸い込みダクトを有し、揮発性成分蒸発量が相対的に多い第２乾燥ゾーンと、前記第１乾燥ゾーンが有する吹き出しダクトに設けられ、炉外から加熱気体を供給する給気部と、前記第２乾燥ゾーンが有する吸い込みダクトに設けられ、蒸発した揮発性成分を含む気体を炉外に排出する排気部と、前記第１乾燥ゾーンが有する前記吹き出しダクトの一部と、前記第２乾燥ゾーンが有する前記吸い込みダクトの一部とを対向して配置した構造のエアシール発生部と、前記排気部に接続された脱臭装置とを備えることを特徴とする塗装乾燥炉をその要旨とする。
【００１５】
従って、請求項３に記載の塗装乾燥炉によると、給気部を介して、第１乾燥ゾーンが有する吹き出しダクトのみに対して給気を行うことができる。また、排気部を介して、第２乾燥ゾーンが有する吸い込みダクトのみから排気を行うことができる。さらに、吹き出しダクトの一部と吸い込みダクトの一部とを対向配置したことにより、第１乾燥ゾーンから第２乾燥ゾーンへ加熱気体をスムーズに移行させることができる。以上のように、この塗装乾燥炉を用いれば、上記の優れた換気方法を容易にかつ確実に実施することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上詳述したように、請求項１，２に記載の発明によると、好適な換気効率を維持したまま処理装置を小規模化することが可能な塗装乾燥炉の換気方法を提供することができる。また、請求項３に記載の発明によると、上記の換気方法を実施するのに好適な構成を備えた塗装乾燥炉を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した一実施形態の塗装乾燥炉１及びそれを用いた換気方法を図１に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１に示されるように、本実施形態の塗装乾燥炉１は、被塗物である自動車ボディＷの塗膜を熱風乾燥するために塗装ラインに設置された、いわゆる山型の塗装乾燥炉である。なお、前記塗膜は水溶性型の塗料の塗布によって形成されたものである。塗装乾燥炉１を構成する炉体２はトンネル状であって、上り勾配の通路、水平搬送通路及び下り勾配の通路を備えている。炉体２の両端には入口３及び出口４が設けられている。自動車ボディＷは、入口３から炉体２の内部に搬入され、出口４から搬出されるようになっている。炉体２における水平搬送通路の前段には、入口３から搬入されてきた自動車ボディＷを熱風によって１３０℃〜１４０℃まで加熱昇温させる昇温ゾーン５（第１乾燥ゾーン）が配置されている。水平搬送通路において昇温ゾーン５の後段には、昇温ゾーン５を通過して昇温された自動車ボディＷの温度を保持しながら熱風によって乾燥する保持ゾーン６（第２乾燥ゾーン）が配置されている。
【００１９】
昇温ゾーン５には、熱風を炉内に吹き出す複数の吹出口１１を有する吹き出しダクト１２と、炉内にある加熱空気を吸い込む複数の吸込口１３を有する吸い込みダクト１４とが対向して配置されている。図１では、搬送路を挟んで吹き出しダクト１２及び吸い込みダクト１４を上下に配置した状態を示したが、これに限定されることはなく、それらを左右に配置してもよい。前記吹き出しダクト１２には、炉内に加熱空気を供給するための給気部１５が設けられている。ただし、吸い込みダクト１４には、炉外に加熱空気を排出するための排気部は特に設けられていない。前記給気部１５には、所定温度の熱風を発生して送り出す熱風供給手段１６が接続されている。本実施形態では、熱風供給手段１６による空気の供給量が１１０Ｎｍ3／ｍｉｎとなるように設定されている。
【００２０】
昇温ゾーン５における吸い込みダクト１４と吹き出しダクト１２との間をつなぐ循環経路上には、バーナ１７及びファン１８が設けられている。従って、吸い込みダクト１４から還流された空気がバーナ１７により加熱された後、ファン１８により圧送されて再び吹き出しダクト１２から炉内に供給される。本実施形態では、このような空気循環量が５００Ｎｍ3／ｍｉｎに設定されている。
【００２１】
保持ゾーン６には、熱風を炉内に吹き出す複数の吹出口１１を有する吹き出しダクト２２と、炉内にある加熱空気を吸い込む複数の吸込口１３を有する吸い込みダクト２４とが対向して配置されている。図１では、搬送路を挟んで吹き出しダクト２２及び吸い込みダクト２４を上下に配置した状態を示したが、これに限定されることはなく、それらを左右に配置してもよい。前記吹き出しダクト２２には、炉内に加熱空気を供給するための給気部１５は特に設けられていない。一方、前記吸い込みダクト２４には、蒸発した揮発性成分を含む空気を炉外に排出するための排気部２５が設けられている。この排気部２５に接続された通路２６の一端は、脱臭装置２７（処理装置）に接続されている。また、通路２６の途上には、排気部２５を介して排気した汚染空気を脱臭装置２７に導入させるための排気ファン２８が配設されている。本実施形態では、通路２６を経由した空気の排気量が１１０Ｎｍ3／ｍｉｎとなるように設定されている。
【００２２】
保持ゾーン６における吸い込みダクト２４と吹き出しダクト２２との間をつなぐ循環経路上にも、バーナ１７及びファン１８が設けられている。従って、吸い込みダクト２４から還流された空気がバーナ１７により加熱された後、ファン１８により圧送されて再び吹き出しダクト２２から炉内に供給される。本実施形態では、このような空気循環量が５００Ｎｍ3／ｍｉｎに設定されている。
【００２３】
本実施形態の塗装乾燥炉１の場合、保持ゾーン６が有する吸い込みダクト２４は、同じく保持ゾーン６が有する吸い込みダクト２２よりも若干長めに形成され、前端部が昇温ゾーン５にまで張り出している。その結果、吸い込みダクト２４の前端部と吹き出しダクト１２の後端部とが対向して配置された構造のエアシール発生部３１が構成されている。従って、昇温ゾーン５と保持ゾーン６との境界部分では、加熱空気が一定方向（図１では下から上に向かう方向）に流れることにより、エアシールが発生するようになっている。また、これにより炉内の加熱空気の一部が昇温ゾーン５から保持ゾーン６に移行するようになっている。本実施形態では、昇温ゾーン５から保持ゾーン６への空気移行量が、上記供給量及び上記排気量と等しく１１０Ｎｍ3／ｍｉｎとなるように設定される。なお、このような設定は、吸い込みダクト２４と吹き出しダクト１２とを対向配置した箇所の長さ（いわゆるオフセット長）を適宜調整することにより達成される。
【００２４】
次に、本実施形態の塗装乾燥炉１を用いて熱風乾燥を行う場合の換気方法について説明する。
【００２５】
熱風供給手段１６が発生した熱風は、供給部１５を介して昇温ゾーン５の吹き出しダクト１２に到り、各吹出口１１から炉内に勢いよく吹き出す。昇温ゾーン５においては、このような熱風に自動車ボディＷが晒されることにより、塗膜に含まれる有機溶剤や塗膜樹脂等の揮発性成分がある程度蒸発する。本実施形態の場合、昇温ゾーン５における揮発性成分蒸発量（図１等ではＨＣ蒸発量と表記。）を測定したところ１３ｇとなり、その濃度を測定したところ９０ｐｐｍとなった。
【００２６】
昇温ゾーン５内の加熱空気の大部分は、昇温ゾーン５の有する循環経路を経て循環される。しかし、その一部については、オフセット状態で配置されている保持ゾーン６の吸い込みダクト２４に吸い込まれる。このとき、昇温ゾーン５と保持ゾーン６との境界部分では、下から上への加熱空気の移動によってエアシールが発生する。そして、このエアシールにより昇温ゾーン５と保持ゾーン６とが隔てられる結果、揮発性成分蒸発量が多い保持ゾーン６から揮発性成分蒸発量の少ない昇温ゾーン５への加熱空気の流入が阻止される。
【００２７】
保持ゾーン６に移行した加熱空気の大部分は、保持ゾーン６の有する循環経路を経て循環される。このとき、加熱空気は熱風となって吹き出しダクト２２の各吹出口１１から炉内に勢いよく吹き出す。保持ゾーン６においては、このような熱風に自動車ボディＷが晒されることにより、塗膜に含まれる揮発性成分の一部が蒸発する。本実施形態の場合、保持ゾーン６における揮発性成分蒸発量を測定したところ１３０ｇとなり、その濃度を測定したところ１０００ｐｐｍとなった。なお、昇温ゾーン５から保持ゾーン６に移行してくる加熱空気中には、既に蒸発した揮発性成分が含まれているものの、その量は比較的少ない。よって、当該空気を利用して保持ゾーン６でも効率よく塗膜を乾燥することができる。そして、保持ゾーン６内の加熱空気の一部については、排気部２５を介して排気された後、脱臭装置２７にて脱臭処理されるようになっている。
【００２８】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００２９】
（１）上述したように、本実施形態の換気方法によれば、従来に比べて給気風量及び排気風量が半減するため、脱臭装置２７に導入される処理風量を従来の半分程度に抑えることができる。また、炉内の加熱空気の一部を昇温ゾーン５から保持ゾーン６に移行させているので、一方の乾燥ゾーンに加熱空気が滞留することがなく、好適な換気効率が維持される。この場合、昇温ゾーン５から保持ゾーン６に移行してくる加熱空気中に含まれる揮発性成分の蒸発量は比較的少ないので、当該加熱空気を利用して昇温ゾーン６でも効率よく乾燥することができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態の換気方法によれば、好適な換気効率を維持したまま脱臭装置２７を小規模化することができる。よって、設備費を抑えることができ、低コスト化を達成することができる。勿論、本実施形態のようにしても、従来と同等の遜色ない乾燥を達成することができる。
【００３１】
（２）また、本実施形態によれば、給気風量も従来の半分程度でよくなるので、熱風供給手段１６も小規模化することが可能となり、これによっても設備費を抑えることができる。しかも、熱風供給手段１６の小規模化により燃料費を節減できるため、ランニングコストを抑えることが可能である。
【００３２】
（３）本実施形態では、昇温ゾーン５が有する吹き出しダクト１２の一部と、保持ゾーン６が有する吸い込みダクト２４の一部とが対向して配置されているので、加熱空気をスムーズにかつ過不足なく移行させることができる。また、昇温ゾーン５と保持ゾーン６との境界部分（即ちエアシール発生部３１）では、加熱空気が一定方向に流れることによりエアシールが発生する。よって、昇温ゾーン５から保持ゾーン６へのエア漏れが起こりにくくなり、エア漏れに起因する換気効率の低下を未然に防止することができる。
【００３３】
（４）また、図１に示す構造の塗装乾燥炉１を用いれば、本実施形態の優れた換気方法を容易にかつ確実に実施することができる。
【００３４】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００３５】
・例えば、図２に示す別の実施形態の塗装乾燥炉１においては、図３に示した従来の塗装乾燥炉４１と同じく給排気経路が２系統設けられている。つまり、吹き出しダクト１２，２２の各々に給気部１５が形成され、吸い込みダクト１４，２４の各々に排気部２５が形成されている。しかしながら、給気部１５及び排気部２５に対応してそれぞれ開閉弁３２，３３，３４，３５が配設されている。従って、開閉弁３２，３５を開く一方、開閉弁３３，３４を閉じておけば、給排気経路が１系統のみとなり、実質的に前記実施形態と同じような換気を実現することができる。
【００３６】
・前記実施形態では、本発明を、乾燥ゾーンを２つ有する塗装乾燥炉１に適用したが、これに限定されることはなく、乾燥ゾーンを３つ以上有する塗装乾燥炉に適用してもよい。
【００３７】
・前記実施形態では、本発明を山型炉に適用したが、例えば平型炉に適用しても構わない。
【００３８】
・前記実施形態では、自動車ボディＷを被塗物としていたが、自動車ボディＷ以外のワークを被塗物としても勿論よい。
【００３９】
・流体は空気のみに限定されず、その他の気体（窒素、アルゴンなどの反応性の低いガス等）であってもよい。
【００４０】
・本発明の塗装乾燥炉１は、下塗り塗装の塗膜を乾燥させるシーラー炉などの下塗り炉、中塗り炉、上塗り炉などとして具体化されることができる。
【００４１】
・前記実施形態では、水溶性型の塗料により形成された塗膜を乾燥する具体例を挙げたが、溶剤型の塗料により形成された塗膜を乾燥するようにしても勿論よい。ただしこの場合には、保持ゾーンにおける揮発性成分蒸発量のほうが、昇温ゾーンにおける揮発性成分蒸発量よりも相対的に少なくなる。よって、揮発性成分蒸発量が相対的に少ない保持ゾーン（第１乾燥ゾーン）が有する吹き出しダクトのみに対して、炉外から加熱空気を供給する。その一方で、揮発性成分蒸発量が相対的に多い昇温ゾーン（第２乾燥ゾーン）が有する吸い込みダクトのみから、蒸発した揮発性成分を含む気体を炉外に排出するようにする。
【００４２】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００４３】
（１）前記第１乾燥ゾーンが有する前記吹き出しダクトの一部と、前記第２乾燥ゾーンが有する前記吸い込みダクトの一部とを対向して配置する場合、前記第１乾燥ゾーンから前記第２乾燥ゾーンに移行させる風量を、前記第１乾燥ゾーンが有する前記吹き出しダクトのみに対して炉外から供給される風量とほぼ等しくなるように設定することを特徴とする請求項２に記載の塗装乾燥炉の換気方法。従って、これによれば、加熱気体を過不足なく移行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の塗装乾燥炉を示す概略図。
【図２】別の実施形態の塗装乾燥炉を示す概略図。
【図３】従来の塗装乾燥炉を示す概略図。
【符号の説明】
【００４５】
１…塗装乾燥炉
５…第１乾燥ゾーンとしての昇温ゾーン
６…第２乾燥ゾーンとしての保持ゾーン
１２，２２…吹き出しダクト
１４，２４…吸い込みダクト
１５…給気部
２５…排気部
２７…処理装置としての脱臭装置
３１…エアシール発生部
Ｗ…被塗物としての自動車ボディ
【図１】
2005138037.tif 000003
【図２】
2005138037.tif 000004
【図３】
2005138037.tif 000005