【手続補正書】
【提出日】平成22年6月9日(2010.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーブンアセンブリを貫いて運搬される物品に施されたコーティングを硬化させるためのオーブンアセンブリ（３０）であって、
該オーブンアセンブリを貫いて前記物品を運搬するためにオーブンハウジングを貫いて伸びるトランスポータ（３６）を有するオーブンハウジング（３２）と、
実質的に前記オーブンハウジング（３２）外部から空気を引き込んで前記オーブンハウジングの中へ加圧空気を供給するためのファンと、
前記オーブンハウジングの中まで伸びる第一要素（４４）及び前記ファンから前記オーブンハウジングの中へ加圧空気を運ぶために前記ファンと相互接続される第二要素（４６）を有するダクト（４０）と、
前記オーブンハウジングの中へ運ばれる前記加圧空気を加熱するために一般に前記第一要素（４４）と前記第二要素（４６）との間に配置されるバーナーと、
を備え、
前記第一要素（４４）が物品に向けて加熱空気を方向付けるためにオーブンハウジング内部全体に間隔を置いた出口を画成しており、
前記ファンが、オーブンハウジングのメートル当たり約１３９ｍ３／ｈ（フィート当たり約２５ｓｃｆｍ）未満の空気量の加圧空気を送るように規定されている、
ことを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
前記ノズルにおける空気速度対空気量の比が約１，５８４〜６，９５０（ｍ/秒/ｍ３/ｈ）対１（約１５０〜６５０（ｆｔ/分／ｆｔ３/分）対１）である、ことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
オーブンアセンブリを貫いて運搬される物品に施されたコーティングを硬化させるためのオーブンアセンブリ（３０）であって、
該オーブンアセンブリを貫いて前記物品を運搬するためにオーブンハウジングを貫いて伸びるトランスポータ（３６）を有するオーブンハウジング（３２）と、
実質的に前記オーブンハウジング（３２）外部から空気を引き込んで前記オーブンハウジングの中へ加圧空気を供給するためのファンと、
前記オーブンハウジングの中まで伸びる第一要素（４４）及び前記ファンから前記オーブンハウジングの中へ加圧空気を運ぶために前記ファンと相互接続される第二要素（４６）を有するダクト（４０）と、
前記オーブンハウジングの中へ運ばれる前記加圧空気を加熱するために一般に前記第一要素（４４）と前記第二要素（４６）との間に配置されるバーナーと、
を備え、
前記第一要素（４４）が物品に向けて加熱空気を方向付けるためにオーブンハウジング内部全体に間隔を置いた出口を画成しており、
前記ノズルにおける空気速度対空気量の比が約１，５８４〜６，９５０（ｍ/秒/ｍ３/ｈ）対１（約１５０〜６５０（ｆｔ/分／ｆｔ３/分）対１）である、
ことを特徴とするアセンブリ。
【請求項４】
前記ファンが、オーブンハウジング（３２）へ、
オーブンハウジングのメートル当たり約４１７ｍ３／ｈ（フィート当たり約７５ｓｃｆｍ）未満の空気量の加圧空気を送るようにされている、
ことを特徴とする請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記ファンが、オーブンハウジング（３２）へ、
オーブンハウジングのメートル当たり約２７８ｍ３／ｈ（フィート当たり約５０ｓｃｆｍ）未満の空気量の加圧空気を送るようにされている、
ことを特徴とする請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記ファンが、オーブンハウジング（３２）へ、
オーブンハウジングのメートル当たり約１３９ｍ３／ｈ（フィート当たり約２５ｓｃｆｍ）未満の空気量の加圧空気を送るようにされている、
ことを特徴とする請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記出口が前記オーブンハウジング（３２）内部に配置される前記物品の予め決められた場所に前記加圧空気を向けるためにノズル（５６）を備える、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記ノズル（５６）が前記ダクト内部に配置され、かつ遠位端（７６）から前記出口へ向かって減少する直径を形成する、ことを特徴とする請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記出口が各々前記オーブンハウジング（３２）内部から空気を引き寄せそれによって前記オーブン内部における空気の体積流量を増大するエダクタ（ｅｄｕｃｔｅｒ）（８２）を備える、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記バーナーが前記ダクトの前記第二要素（４６）から前記第一要素（４４）まで通過する前記加圧空気に直接炎を当てる、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記ヒーターが前記ベンチレータから受け取った前記加圧空気へ熱を供給し、それによって前記物体へ施された前記コーティングの硬化温度（華氏）の約２〜４倍まで前記加圧空気の温度を上げる、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記出口の出口面積と、前記ファンのサイズが、空気速度対出口面積の比が約１６５，０００〜１，３３０，０００(ｍ/秒／ｍ２)対１（約５０，０００〜４００，０００（ｆｔ/分／ｆｔ２）対１）となるように定められる、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
オーブンハウジング内部に配置される物品に施されたコーティングを硬化させるための方法であって、
加圧空気を前記オーブンハウジング（３２）へ送るステップと、
前記オーブンハウジングに近接した前記加圧空気を加熱し、それによって加熱された加圧空気を生成し、前記オーブンハウジング内部全体において間隔を置いた出口が画成される場所に前記加熱加圧空気を配分するステップと、を含み、
前記オーブンハウジング（３２）前記内部全体に前記加熱加圧空気を配分する前記ステップが、さらに、
オーブンハウジングのメートル当たり約１３９ｍ３／ｈ（フィート当たり約２５ｓｃｆｍ）未満の空気量の加圧空気を送るように規定されている、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記オーブンハウジング（３２）前記内部全体に間隔をおいて前記加熱加圧空気を配分する前記ステップが、さらに、
前記ノズルにおける空気速度対空気量の比が約１，５８４〜６，９５０（ｍ/秒/ｍ３/ｈ）対１（約１５０〜６５０（ｆｔ/分／ｆｔ３/分）対１）である加圧空気を送ることを含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
オーブンハウジング内部に配置される物品に施されたコーティングを硬化させるための方法であって、
加圧空気を前記オーブンハウジング（３２）へ送るステップと、
前記オーブンハウジングに近接した前記加圧空気を加熱し、それによって加熱された加圧空気を生成し、前記オーブンハウジング内部全体において間隔を置いた出口が画成される場所に前記加熱加圧空気を配分するステップと、を含み、
前記オーブンハウジング（３２）前記内部全体に間隔をおいて前記加熱加圧空気を配分する前記ステップが、さらに、
前記ノズルにおける空気速度対空気量の比が約１，５８４〜６，９５０（ｍ/秒/ｍ３/ｈ）対１（約１５０〜６５０（ｆｔ/分／ｆｔ３/分）対１）である加圧空気を送ることを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記オーブンハウジング（３２）へ加圧空気を送る前記ステップが、さらに、
オーブンハウジングのメートル当たり約４１７ｍ３／ｈ（フィート当たり約７５ｓｃｆｍ）未満の空気量の加圧空気を送ることを含む、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記オーブンハウジング（３２）へ加圧空気を送る前記ステップが、さらに、
オーブンハウジングのメートル当たり約２７８ｍ３／ｈ（フィート当たり５０ｓｃｆｍ）未満の空気量の加圧空気を送ることを含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記オーブンハウジング（３２）へ加圧空気を送る前記ステップが、さらに、
オーブンハウジングのメートル当たり約１３９ｍ３／ｈ（フィート当たり２５ｓｃｆｍ）未満の空気量の加圧空気を送ることを含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記オーブンハウジング（３２）の前記内部全体に前記加熱加圧空気を配分する前記ステップが、さらに、
前記加熱加圧空気を前記オーブンハウジング（３２）内部に配置される前記物品の予め決められた場所へ向けることを含む、
ことを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記加圧空気を加熱する前記ステップが、さらに
前記オーブンハウジング（３２）内部に配置される前記物品に施された前記コーティングの硬化温度（華氏）の約２〜４倍の温度まで前記加圧空気を加熱することを含む、
ことを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記オーブンハウジング（３２）の内部全体において間隔を置いた場所で前記加熱加圧空気を配分する前記ステップが、さらに、
約４，３００（ｍ/秒／ｍ３/ｈ）対１（約４００（ｆｔ/分／ｆｔ３/分）対１）の空気速度対空気量の比で前記間隔を置いた場所を介して加圧空気を配分することを含む、
ことを特徴とする請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記加圧空気を加熱する前記ステップが、さらに、
前記加圧空気へ直接燃焼ガスを当てることを含む、
ことを特徴とする請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記オーブンハウジングに近接して加圧空気を加熱する前記ステップが、さらに、
前記オーブンハウジングへ前記加圧空気を送り込む直前に前記加圧空気を加熱することを含む、
ことを特徴とする請求項１３〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記オーブンハウジング（３２）内部全体に前記加熱加圧空気を配分する前記ステップが、さらに、
空気速度対出口面積の比が約１６５，０００〜１,３３０，０００（ｍ/秒／ｍ２）対１（約５０，０００〜４００，０００（ｆｔ/秒／ｆｔ２）対１）となるように定められる、ことを特徴とする請求項１３〜２３のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
長さ約２４ｍ（８０フィート）の典型的オーブンゾーンを持つ従来の炉は、ヒーターボックスを使用する際約５１，０００ｍ３／ｈ（３０，０００ｃｆｍ）の実空気量を必要とする。施されたコーティングを硬化させるために必要な熱を車体に伝えるためにこのように大量の空気が必要とされる。従来の炉のノズル２２における空気温度は一般に２２９°Ｃ（４４４°Ｆ）であり、要求される熱エネルギー量を伝達するためにノズル２２における空気速度２５．０ｍ／ｓ（４，９３０ｆｐｍ）を必要とする。上述の運転パラメータは一般に６８０ｋＮ・秒（４．９×１０6ｆｔ−ｌｂ／秒）の運動量で４６８ｋＷ（１，５９５，０００ＢＴＵ／時）を生じる。熱風はヒーターボックス１２に配置されるファンによって再循環されるので、また再循環される空気はファンによって加圧される前に多くの場合再加熱されるので、ファンは非常に丈夫な設計を必要とし、これが運転及び設置コストを増大する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
生産用塗装工場において、コーティングは車体３４に施され、車体３４を装飾及び保護塗装仕上げする。異なるコーティングは異なる焼付けまたは硬化要件を有し、これらの要件は車体タイプ及び生産量と共に、本発明のオーブンアセンブリ３０の長さ及び熱の要件を決定する。例えば、電着プライマーは一般に約２０分間約１７０°Ｃ(３４０°Ｆ）で硬化し、装飾トップコート及びクリアコートは同じく約２０分間約１４０°Ｃ(２８５°Ｆ）で硬化する。説明を単純化するために、本発明のオーブンアセンブリ３０の発明的コンセプトの説明は、典型的な２４ｍ（８０フィート）の長さのオーブンゾーンを想定しており、約４６８ｋＷ（１，５９５，０００（ＢＴＵ／ｈｒ））の熱伝達を必要とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
下でさらに説明するように、ヒーターは加圧空気の温度を約５９３°Ｃ（１，１００°Ｆ）またはそれ以上に上げる。想定される１つの範囲は約３７１〜５９３°Ｃ（７００°〜１，１００°Ｆ）までである。望ましい温度は、下でさらに説明するようにコーティングの硬化温度(華氏）の約２倍から４倍までの間になるように選択される。加熱された加圧空気がオーブンハウジング３２の内部のみを通過するように、ヒーターは、好ましくはオーブンハウジング３２に隣接してまたはほぼ隣接して配置される。これは、ダクト４０を断熱する必要を減少する。またはもっと特定して言うと、ダクト４０の第二要素４６はさらにアセンブリコストを減少する。しかし、望ましい場所を除いて第一要素４４を介してオーブンハウジング３２の中へ熱が漏出することを防止するために、断熱材３２はオーブンハウジング３２内部のダクト４０の第一要素４４を被覆する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
各第一要素４４は、全体的に水平方向に伸びる上部ヘッダ５２及び下部ヘッダ５４を形成する。ノズル５６は上部ヘッダ５２及び下部ヘッダ５４の各々に沿って間隔を置いて配置され、ノズルから加圧された加熱空気が車体３４の予め決められた場所へ向かって放射される。図３は、上部ヘッダ５２及び下部ヘッダ５４に間隔を置いて配置されるノズル５６の位置を良く表している。この形態については下でさらに説明する。図３から最もよく分かるように、フィードヘッダ５８はヒーター４８と第一要素４４の下部ヘッダ５４との間に伸びる。フィードヘッダ５８はミキサとしての役割を果たし、ヒーター４８によって生成された燃焼ガスがベンチレータ４２によって供給される加圧空気と混合するための充分な時間を持つように、最初のノズル５６とヒーター４８との間に距離を与える。この例において、約２．４ｍ（８フィート）の長さのフィードヘッダ５８が２４ｍ（８０フィート）のオーブンゾーンのためにベンチレータ４２によって供給される加圧空気にヒーター４８によって生成された燃焼ガスを混合するのに充分な時間を与えることが立証されている。異なる熱要件を持つ異なるサイズのオーブンアセンブリは異なる長さのフィードヘッダ５８を必要とするだろう。図３に示される第一要素４４において、フィードヘッダ５８は下部ヘッダ５４と直列に接続され、下部ヘッダは接続ヘッダ６０によって上部ヘッダ５２に接続される。この形態において、加圧空気はフィードヘッダ５８を通過して下部ヘッダ５４に達し、接続ヘッダ６０を通過して上部ヘッダ５２の遠位端６２で成端する単一の経路を移動する。オーブンアセンブリ３０の下部に配置されるヒーター４８はまずフィードヘッダ５８を介して上部ヘッダ５２に接続されて、第一要素４４を通過する加圧空気の方向が逆転することが、当業者には分かるはずである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
表１は上述の利点を持つ本発明のオーブンアセンブリ３０の運転パラメータを示している。
【表１】
2009540261.tif 000001
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
最も顕著なことは、標準出し容積が標準立法フィート／分（周囲温度）で大幅に減少されることである。当業者は、従来の炉においては熱風が図１に示されるヒーターボックス１２によって炉を再循環するので、出し容積がほぼ５１，０００ｍ３／ｈ（３０，０００ａｃｆｍ）であることが分かるだろう。従って、ファン容積を大幅に減少させることができる出し容積の減少は、実際には５１，０００ｍ３／ｈ（３０，０００ａｃｆｍ）から３，４００ｍ３／ｈ（２，０００ｓｃｆｍ）への減少である。減少された出し容積で要求される熱伝達を維持するために、ノズル５６における空気伝達温度は、従来のノズル２２における従来の空気伝達温度約２２９°Ｃ（４４４°Ｆ）を上回って、新規の炉の設計においては約５９３°Ｃ（１，１００°Ｆ）まで上げられる。さらに、ノズル直径は従来の直径約０．１１６ｍ（０．３８フィート）から約０．０１８ｍ（０．０６フィート）に減少され、その結果ノズルにおける空気速度は通常オーブンアセンブリ３０において約１９ｍ／ｓ（３，７２７ｆｐｍ）から約１６３ｍ／ｓ（３２，０００ｆｐｍ）に増大する。これによって、ノズルの通常ノズル速度／面積は約６４０，５５０(ｍ/秒)／ｍ２（２１９，０００（ｆｔ/秒）／（ｆｔ２））となり、従来のノズル速度／面積約１，８３０(ｍ/秒)／ｍ２（５５６（ｆｔ/秒）／（ｆｔ２））よりずっと大きい。従って、発明者は、加圧空気がより高い空気速度でかつ大幅に小さい出し容積で車体に施されたコーティングの効果温度の最高３倍で送り出されるとき、熱エネルギーを伝達するために必要な運動量は一定であると判断した。研究に基づいて、車体に施されたコーティングの硬化温度（華氏）の２倍から４倍の温度が望ましい運転範囲であり、しかも、車体に施されたコーティングを硬化または焼付けするために十分な熱エネルギーを供給すると、考えられる。さらに、上に示される比は、ノズル５６における空気速度対空気量の比、約１，５８４〜６，９５０(ｍ/秒／ｍ３/ｈ)対１(１５０〜６５０(ｆｔ/分／ｆｔ３/分)  対１）（通常比率約４，３００(ｍ/秒／ｍ３/ｈ)対１（４００(ｆｔ/分／ｆｔ３/分)  対１））を使用する。さらに、空気速度対ノズル面積の比は約１６５，０００〜１，３３０，０００（ｍ/秒／ｍ２）(通常速度約６４０，０００（ｍ/秒／ｍ２）対１）（５０，０００〜４００，０００(ｆｔ/秒／ｆｔ２）対１（通常速度約２２０，０００(ｆｔ/秒／ｆｔ２）対１）であると判断される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
望ましい熱及び運動量必要量を得ることが判明しているさらなる運転パラメータは、オーブンハウジングのメートル当たり約１３９ｍ３／ｈ（フィート当たり約２５ｓｃｆｍ））未満の空気量をオーブンハウジングへ供給することである。別の実施態様は、オーブンハウジングのメートル当たり約２７８ｍ３／ｈ（フィート当たり約５０ｓｃｆｍ）未満の空気量をオーブンハウジングへ供給する。さらに別の実施態様は、オーブンハウジングのメートル当たり約４１７ｍ３／ｈ（フィート当たり約７５ｓｃｆｍ）の率の空気量をオーブンハウジングへ供給する。これはオーブン長さメートル当たり約１，２２７ｍ３／ｈ（フィート当たり約２２０ｓｃｆｍ）を必要し、本発明のオーブンアセンブリ３０よりエネルギー使用量が大きい従来のオーブン設計より大幅に小さい数値である。