JPH02243797A - ヒートポンプ利用の電着塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はヒートポンプを利用した電着塗装装置に関し、
特にヒートポンプサイクルにおける蒸発熱と凝縮熱を効
果的に利用して前処理工程槽と電着槽の温度制御を図っ
た電着塗装装置に関する。

「従来の技術」 従来より電着塗装装置においては湯洗、脱脂、化成処理
等の前処理工程における円滑且つ速やかな前処理を可能
にする為に、前記前処理用の処理液を５０〜？０’０に
加温制御する必要があり、一方電着槽内では塗料液に通
電しながら前記前処理終了後の被塗装体に塗装処理を施
す為に温度上昇が生じ易く而も該温度上昇を放置したま
までは適正な塗装処理が不可能になる為に、前記電着槽
内の塗料液を２５〜３０°Ｃ前後の温度に冷却制御させ
る必要がある。

そしてかかる加温制御と冷却制御は従来は夫々独立した
（冷）熱源を用いて行っていたが、このような独立した
熱源を用いる事は熱効率の面から合理的でない為に、ヒ
ートポンプサイクルにおける蒸発熱（冷却）と凝縮熱（
加熱）を効果的に利用して電着槽と前処理槽の温度制御
を図った電着塗装装置が提案されている。（特公昭８０
−３３９１４号他） そしてかかるシステムを円滑に作動させる為にはヒート
ポンプサイクルの蒸発側と凝縮側間の熱バランスの維持
を図る事が必要である。

この場合、理想的には前処理槽と電着槽内に投入される
被塗装体は同一、言い変えればその加熱／冷却される熱
容量は一定の為に、前処理槽に投入前の被塗装体の温度
、言い変えれば電着槽の温度を環境温度と同程度に維持
する事が可能であれば、蒸発側と凝縮側間の奪熱及び吸
熱容量は同一となり、容易に蒸発側と凝縮側間の熱バラ
ンスの維持を図る事が可能となるが、実際には前記環境
温度は電着槽の温度より低い２０〜２５℃前後（室内空
調温度）に維持されているのみならず、特に前処理槽と
環境温度との温度差は、電着槽と環境温度との温度差よ
り数段大であり、更に前記塔槽は開放槽である為に、環
境温度との温度差に起因する熱損失は更に増大する。

この為、電着槽側に比して前処理槽側の奪熱量が数段大
になる為に、必然的に両槽間に生じる熱的アンバランス
が極めて大になり、この為公知の技術においては前記前
処理槽側に補助熱源としてボイラーを設ける必要があっ
た。（特公昭８１−６０８１８号） 「発明が解決しようとする課題」 しかしながらボイラーのような独立した熱源を、例え補
助熱源としてでも用いる事は熱効率の面から合理的でな
い事は前記した通りであり、この為例えヒートポンプサ
イクルを前記電着塗装システムに適用したとしてもその
総合的な熱効率の面で不満が生じる。

又負荷変動の面でも、前記した公知の電着塗装装置にお
いては電着液の冷却と前処理液（化成液及び脱脂液）の
加熱を１基のヒートポンプユニットで行うために、負荷
に対応し切れない場合が生ずる。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、ボイラー等の独
立した補助熱源を用いる事なく２つのヒートポンプサイ
クルを効果的に組み合わせ、これにより熱効率を大幅に
向上させた電着塗装装置を提供する事を目的とする。

「課題を解決する為の手段」 本発明は第１図に示す如く、電着槽Ａ側に比しての奪熱
量が数段大になる前処理槽Ｂ側の加熱を、電着槽を冷却
する冷凍負荷を熱源とする第１のと一トボンプＣの凝縮
熱のみで行う事なく、補助加熱を行う点においては前記
した公知技術と同一であるが、補助熱源として前記公知
技術のようにボイラーを用いる事なく、第１のヒートポ
ンプＣともにその凝縮熱を利用して前処理槽を加熱する
第２のヒートポンプＤとを設け、該第２のヒートポンプ
の熱源に、電着槽内温度と前処理槽内温度のほぼ中間温
度に対応する前記前処理槽Ｂより放熱される低温蒸気等
の潜熱損失を用いる事により、前記第１及び第２のヒー
トポンプＣ，Ｄとの間で実質的に二段圧縮構成となるよ
うに設定した点を特徴とするものである。

即ち本発明は前記前処理槽Ｂと環境温度との温度差に着
目して、言い換えれば前記環境温度を実質的に中間冷却
器として機能させる事により、前記前処理槽Ｂより放熱
される低温蒸気等の潜熱損失を二段圧縮機のほぼ中間温
度に対応させ、これにより前記第１及び第２のヒートポ
ンプＣ，Ｄとの間で実質的に二段圧縮構成となるように
設定したものである。

尚、Ｅは前記両ヒートポンプＣ，Ｄの凝縮熱を貯溜する
為の温水タンクである。

「作用」 本発明は、前処理槽と環境温度との温度差に起因する熱
損失を有効に利用して、言い換えれば前記環境温度を中
間冷却器として機能させて二段圧縮構造を取るように構
成した為に、第２のヒートポンプＤの駆動負荷の低減を
図るとともに、前記第２のヒートポンプＤは特別な熱源
を用いる事なく第１ヒートポンプＣの凝縮器側での熱損
失を第２のヒートポンプＤで効率的に回収し、実質的に
熱エネルギーサイクルの閉回路化を図り、これにより大
幅な省エネルギー化を図ったものである。

又電着液の冷却は第１のヒートポンプＣのみで、又前処
理液の加熱は両ヒートポンプＣ，Ｄの凝縮熱を合算して
行うように構成した為に、熱損失の面でアンバランスが
生じている電着槽と前処理槽３間の熱バランスが容易に
図れる。

即ちより具体的に説明すると、前記低温蒸気は電着液の
制御温度より高い４０℃前後である為に中間温度として
機能させる事が出来、これにより第２のヒートポンプＤ
の圧縮負荷は小さく、従ってその動力消費も少なくて済
むとともに、該蒸気を液化させる時点で大きな潜熱エネ
ルギーを得る事が出来、前処理槽Ｂの補助エネルギとし
て十分なる凝縮熱を得る車が可能である。

尚、本発明は、前記両ヒートポンプＣ，Ｄの凝縮熱を同
一に設定する事により前処理槽Ｂへの供給エネルギー負
荷容量の安定化を図り、これにより、前処理槽Ｂ側で前
記熱負荷変動が生じた場合においても、その加熱温度制
御を精度よく行う事が可能となる。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第２図は本発明の実施例に係る電着塗装装置の概略図を
示し、その構成を簡単に説明するに、１は電着槽、２は
化成槽、３は脱脂槽で公知のようにこれらの槽内に貯溜
している塗料液又は処理液は熱交換器４．．８．７を介
して夫々冷水タンク１８又は温水タンク９に貯溜してい
る冷水（温水）により冷却又は加熱可能に構成している
。

５は第１のヒートポンプユニットで、その蒸発器３０側
で前記電着槽１側の熱交換器４を介して塗料液と熱交換
した冷水を冷却した後冷水タンク１８に戻入可能に構成
するとともに、凝縮器３１側で低温側の温水タンク８の
低温槽ｌＯより導かれた温水を加熱した後、その一部を
温水タンク９の高温槽重１に導きつつ、他の温水を熱交
換器６を介して化成液と熱交換した後温水タンク９の低
温槽１０に導くように構成している。

８は、化成槽２及び脱脂槽３より放熱される低温蒸気を
蒸発器３２側へ導き、その潜熱損失を熱源として凝縮熱
を生成する第２のヒートポンプユニットで、凝縮器３３
側で温水タンク８の低温槽１０より導かれた温水を加熱
した後温水タンク９の高温槽１１に戻入可能に構成して
いる。

一方脱脂槽３内の脱脂液は熱交換器７を介して温水タン
ク９の高温槽１１より導かれた温水と熱交換可能に構成
され、該熱交換後の温水は低温側温水タンク９に戻入さ
れる。

１２は前記タンク８，９内の負荷変動を吸収する為の外
気熱交換器で、夫々ヒーティングタワー及びクーリング
タワーとして機能させる。

次にかかる実施冷に基づく作用を説明する。

電着槽１の塗料液はポンプ１３によって管路３４を循環
し、熱交換器４により第１のヒートポンプユニット５の
蒸発器３０により冷却された冷水と熱交換して２７℃±
１℃に冷却される。又、蒸発器３０と電着槽１の液を冷
水を介在させずに直接熱交換してもよい。一方、前記ヒ
ートポンプユニット５の凝縮器３１により加熱された温
水は、ポンプ１４によって管路４１−４４を循環する化
成槽２の化成液と熱交換器６で熱交換されて化成液を加
熱して５０℃±　１’０に保持すると共に、管路４２に
より温水タンク８の高温槽１１に導かれて５８℃の温水
として貯溜される。

又、脱脂槽３の脱脂液はポンプ１９により管路３Ｂを循
環して、熱交換器７により温水タンク８の高温槽１１よ
りポンプ１６で汲上げられた温水と熱交換して加熱され
て５０℃±１°Ｃに保持される。

一方、化成槽２及び脱脂槽３内の処理液は環境温度より
高い５０°Ｃ±１°Ｃに保持されている為に低温蒸気と
なって蒸発し、そしてその低温蒸気を夫々吸気ファン２
０．２１により管５２に吸入されて第２のヒートポンプ
ユニット８の熱源として導入し、該ヒートポンプユニッ
ト８を作動させて温水タンクθの低温槽１０よりポンプ
２２により汲み上げた５３°Ｃの温水を５８°Ｃに加熱
して温水タンク９の高温槽１１に導かれる。尚温水タン
ク８は高温水槽１１と戻入側の低温水槽１０に仕切りで
分けられる。

そして温水タンク９の高温槽１１の温水の温度が上昇し
て６０°Ｃ以上になった場合や、冷水タンク１８の温度
が規定温度（約２０℃）より上昇した場合は外気熱交換
器１２をクーリングタワーとして作動させ、冷水タンク
１８の冷水温度より可成り低下した場合は該熱交換器１
２をヒーティングタワーとして作動させる。

「発明の効果」 以上記載した如く、本発明によればボイラー等の独立し
た補助熱源を用いる事なく２つのヒートポンプサイクル
を効果的に組み合わせる事により熱効率を大幅に向上さ
せる事が出来る。

又本発明は電着液の冷却は第１のヒートポンプのみで、
又前処理液の加熱は両ヒートポンプの凝縮熱を合算して
行うように構成した為に、熱損失の面でアンバランスが
生じている電着槽１と前処理槽間の熱バランスが容易に
図れるとともに、前記第２のヒートポンプは特別な熱源
を用いる事な〈従来ヒートロスとして捨てられていた前
処理槽より放熱される低温蒸気等の潜熱損失を熱源とし
ている為に従来技術に比して大幅な省エネルギーが図れ
る。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は本発明の実施例
に係る電着塗装装置の概略図を示す。 Ａ、１：電着槽　　Ｂ、２，３：前処理槽Ｃ９５：第１
のヒートポンプ Ｄ、８：第２のヒートポンプ 特許出願人二株式会社　前用製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ヒートポンプサイクルにおける蒸発熱と凝縮熱を効
   果的に利用して前処理工程槽と電着槽間の温度制御を図
   った電着塗装装置において、電着槽を冷却する冷凍負荷
   を熱源とする第１のヒートポンプの凝縮熱で加熱された
   前処理工程槽より放熱される低温蒸気の潜熱損失を第２
   のヒートポンプの熱源とし、第２のヒートポンプの凝縮
   熱で前処理工程槽の加熱を行うことにより、第１及び第
   ２のヒートポンプの間で実質的に二段圧縮構成としたこ
   とを特徴とするヒートポンプ利用の電着塗装装置 ２）前記両ヒートポンプの凝縮熱を同一温度に設定した
   請求項１）記載の電着塗装装置