JPH0525744Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、塗装乾燥炉から排気される排ガスが
脱臭装置に通されて当該排ガス中の有害悪臭物質
が燃焼分解されたときに生ずる排熱を熱交換器で
回収する塗装乾燥炉からの排熱回収装置に係り、
特に熱交換器で回収した排熱を前処理装置の化成
液や脱脂液の加温に利用するように成された排熱
回収装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車塗装の前処理装置は、塗装される金属の
表面を被膜化成処理、脱脂処理する化成液や脱脂
液を、夫々温水との熱交換により所要の使用温度
（例えば、約50℃前後）に加温することとしてい
る。

即ち、塗装の前処理に用いる化成液と脱脂液を
貯溜した化成槽と脱脂槽の近傍に、夫々化成液加
温用温水槽と脱脂液加温用温水槽を設置し、当該
各温水槽から温水が送り込まれる各熱交換器に
夫々化成槽内の化成液と脱脂槽内の脱脂液を循環
させて、化成液と脱脂液を所要の使用温度に加温
している。

ところで、自動車塗装の焼付乾燥炉は、炉内を
170℃〜180℃の高温の雰囲気に加熱して塗膜の焼
付乾燥を行うと共に、塗膜から蒸発する有機溶
剤、塗料樹脂あるいはその硬化剤等の有害悪臭物
質が含まれた排ガスを排気ダクトから排気して、
当該排気ダクトに介装された触媒燃焼式又は直燃
式の脱臭装置に通し、排ガス中の有害悪臭物質を
燃焼分解させて無害無臭の脱臭ガスにしてから外
部に放出することとしている。

そして、このように有害悪臭物質が燃焼分解さ
れた後の脱臭ガスは、200℃〜300℃以上の高温と
なつている。

そこで本出願人は、第２図に示すように、塗装
乾燥炉から排気される排ガス中の有害悪臭物質が
燃焼分解されたときに生ずる高温の排熱を排気ダ
クト１に介装された熱交換器２，２′で回収し、
回収した排熱を利用して化成液加温用温水槽３及
び脱脂液加温用温水槽４内の温水を加熱するよう
に成された排熱回収装置を従来から採用してい
る。

即ち、第２図は従来の排熱回収装置を示すフロ
ーシート図であつて、排気ダクト１には、塗装乾
燥炉から排気される排ガスを脱臭装置５に通して
有害悪臭物質を燃焼分解させたときに生じた高温
の排熱を回収する二つの熱交換器２，２′が、排
気ダクト１の上流側と下流側に隣接して介装さ
れ、上流側の熱交換器２には排熱回収用の往管６
ａと返管６ｂを介して化成液加温用温水槽３が接
続され、下流側の熱交換器２′には排熱回収用の
往管７ａと返管７ｂを介して脱脂液加温用温水槽
４が接続されている。

そして、各温水槽３及び４内の温水が、夫々往
管６ａ，７ａに介装されたポンプ８，９で熱交換
器２，２′に循環送給されて高温の排熱で加熱さ
れると共に、当該各温水槽３及び４内に貯溜され
た温水が夫々化成槽１０と脱脂槽１１の近傍に設
けられた熱交換器１２，１３内に循環送給されて
いる。また、各熱交換器１２，１３には、夫々化
成槽１０内の化成液と脱脂槽１１内の脱脂液が循
環送給され、これら化成液及び脱脂液が夫々温水
槽３，４から各熱交換器１２，１３内に送り込ま
れる温水との熱交換によつて所要の使用温度に加
温される。

〔考案が解決しようとする問題点〕 しかしながら、第２図に示す従来の排熱回収装
置は、排気ダクト１に二つの熱交換器２，２′が
設けられると共に、これら各熱交換器２，２′と
化成液加温用温水槽３及び脱脂液加温用温水槽４
との間には夫々往管６ａ及び返管６ｂと往管７ａ
及び返管７ｂとから成る二系統の排熱回収用配管
が接続されているので、設備費が嵩むという問題
があつた。特に、通常の塗装設備においては塗装
乾燥炉の排気ダクト１に介装される熱交換器２，
２′の設置場所と、前処理装置の化成槽１０と脱
脂槽１１の近傍に設ける各温水槽３，４の設置場
所とが遠く離れているので、配管の費用が著しく
嵩んでいた。

また、化成液加温用温水槽３と脱脂液加温用温
水槽４内の温水は、同時に使用され且つ使用温度
も殆ど同じであるが、第２図に示すように排気ダ
クト１の上流側と下流側に隣接して二つの熱交換
器２，２′を設けた場合には、上流側の熱交換器
２で回収される排熱温度は高いが、下流側の熱交
換器２′で回収される排熱温度は低くなつて排熱
の回収効率が悪いという問題がある。

更に、この場合には、上流側の熱交換器２で加
温される温水の温度が高くなり過ぎて当該熱交換
器２による排熱の回収を少なくしたい時に、熱交
換器２の手前から排気ダクト１のバイパス管１ａ
を通つて排熱の一部を逃がすと、下流側の熱交換
器２′から回収される排熱の温度が変動して当該
熱交換器２′で加熱される温水の温度コントロー
ルが非常に難しくなるという問題があつた。

このため本出願人は、第３図に示すように、排
気ダクト１には例えば化成液加温用温水槽３に接
続される熱交換器２のみを介装させて、第２図に
示す熱交換器２′と、当該熱交換器２′と脱脂液加
温用温水槽４との間に接続された排熱回収用の往
管７ａ及び返管７ｂを省略し、熱交換器２に循環
送給して加熱された化成液加温用温水槽３内の温
水を脱脂液加温用温水槽４との間に設けられた熱
交換器１４に循環送給させて、脱脂液加温用温水
槽４内から当該熱交換器１４に循環送給される温
水を加熱させる新規な方式を実験的に試みた。

この方式は、排気ダクト１に介装された熱交換
器２で回収した排熱を利用して一方の温水槽３内
に貯溜された温水を直接加熱し、他方の温水槽４
内に貯溜された温水を温水槽３内の温水との熱交
換によつて間接的に加熱するものであるから、排
熱回収用の長い配管が一系統（往管６ａ及び返管
６ｂ）のみで足り、設備費が大幅に低減される。
また、従来のように熱交換器２の下流側に介装し
た熱交換器２′で加熱される温水の難しい温度コ
ントロール等も不要になるという利点がある。

しかし、その反面、化成液加温用温水槽３と脱
脂液加温用温水槽４内に貯溜される各温水は、そ
の使用温度が殆ど同じであつて温度差が非常に小
さいから、温水槽３内の温水から熱交換器１４を
介して温水槽４内の温水に回収される排熱の回収
効率が非常に悪くなると同時に、化成槽１０及び
脱脂槽１１内に貯溜された化成液及び脱脂液の熱
負荷変動に応じて温水槽３及び４内に貯溜された
温水の温度が変化した際に、温水槽３内の温水と
の熱交換によつて加熱されるべき温水槽４内の温
水の温度が温水槽３内の温水よりも高くなつて熱
回収されなくなるという不具合を生ずる欠点があ
つた。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本考案は、排熱を効率良く回収して化成
液加温用温水と脱脂液加温用温水を効果的に加熱
できると共に、設備費が安く、排熱で加熱される
各温水の難しい温度コントロールも不要となる排
熱回収装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本考案は、塗装乾
燥炉から排気される排ガスが脱臭装置に通されて
当該排ガス中の有害悪臭物質が燃焼分解したとき
に生ずる排熱を熱交換器で回収して、前処理装置
の化成液加温用温水槽と脱脂液加温用温水槽内に
貯留された温水の加熱に利用するようになされた
塗装乾燥炉からの排熱回収装置において、前記温
水槽の一方に貯留された温水が排熱回収用の往管
及び返管を通じて前記熱交換器に循環送給される
と共に、前記両温水槽間に接続された温水循環用
の往管及び返管を通じて当該両温水槽間で温水が
循環するように成され、前記温水循環用の往管及
び返管を通じて循環送給する温水量を制御して前
記両温水槽内の水位を一定に維持する制御手段を
備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本考案によれば、化成液加温用温水槽又は脱脂
液加温用温水槽の何れか一方の温水槽に貯溜され
た温水のみを熱交換器に循環送給して排熱を回収
することとしているから、当該熱交換器と温水槽
との間に接続される排熱回収用の往管及び返管が
一系統のみで済み、設備費が大幅に低減される。

また、熱交換器に温水を循環送給する一方の温
水槽と、他方の温水槽との間に温水循環用の往管
及び返管が接続されて、両温水槽間で温水が直接
循環されるから、排熱の回収効率が非常に良く、
両温水槽内の温水が効果的に加熱される。

また、温水循環用の往管及び返管に介装された
温水循環ポンプの運転が前記両温水槽内の水位を
一定に維持するように制御されるから、両温水槽
間で循環される温水の水位変動により一方の温水
槽から温水が溢れ出して熱損失を生ずるおそれも
ない。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的
に説明する。

第１図は本考案による排熱回収装置の一例を示
すフローシート図である。

なお、第２図及び第３図との共通部分について
は同一符号を付して詳細説明は省略する。

本例においては、排気ダクト１に介装された熱
交換器２と化成液加温用温水槽３との間に、当該
温水槽３内の温水を熱交換器２に循環送給させる
排熱回収用の往管６ａ及び返管６ｂが接続される
と共に、化成液加温用温水槽３と脱脂液加温用温
水槽４との間に、両温水槽３及び４間で温水を循
環させる温水循環用の往管１５ａ及び返管１５ｂ
が接続されている。

そして、この往管１５ａ及び返管１５ｂには
夫々温水循環ポンプ１６ａ，１６ｂが介装され、
当該各ポンプ１６ａ，１６ｂの運転が温水槽３及
び４内の水位を検出する液面計１７ａ，１７ｂか
らの検出信号によつて両温水槽３及び４内の水位
を一定に維持するように制御されている。

また、化成液加温用温水槽３内に貯溜された温
水は温水循環用の往管１８ａ及び返管１８ｂを介
して熱交換器１２に循環送給され、脱脂液加温用
温水槽４内に貯溜された温水は温水循環用の往管
１９ａ及び返管１９ｂを介して熱交換器１３に循
環送給されるように成されている。

そして、化成槽１０内に貯溜された化成液が化
成液循環用の往管２０ａ及び返管２０ｂを介して
熱交換器１２に循環送給され、当該熱交換器１２
に循環送給される温水槽３内の温水との熱交換に
よつて使用温度に加温されると共に、脱脂槽１１
内に貯溜された脱脂液が脱脂液循環用の往管２１
ａ及び返管２１ｂを介して熱交換器１３に循環送
給され、当該熱交換器１３に循環送給される温水
槽４内の温水との熱交換によつて使用温度に加温
されるように成されている。

なお、温水循環用往管１５ａに介装された温水
循環ポンプ１６ａの吸込口が化成液加温用温水槽
３内に接続された排熱回収用返管６ｂの開口端に
近接して開口され、また、温水循環用返管１５ｂ
に介装された温水循環ポンプ１６ｂの吸込口が脱
脂液加温用温水槽４内に接続された温水循環用返
管１９ｂの開口端に近接して開口されている。

しかして、塗装乾燥炉から130Nm³／minの排
気量で排気される排ガスを脱臭装置５に通し、当
該排ガス中の有害悪臭物質を燃焼分解させて高温
（190℃〜260℃）の脱臭ガスを生じさせる排気ダ
クト１に、排熱回収熱量が150000Kcal／ｈの熱
交換器２を介装させ、当該熱交換器２内に排熱回
収用往管６ａを通つて125／minの流量で化成
液加温用温水槽３内の温水（50℃；
375000Kcal／ｈ）を送り込むと共に、当該熱交
換器２内に送り込んで加熱された温水（70℃；
525000Kcal／ｈ）を排熱回収用返管６ｂを通つ
て化成液加温用温水槽３内に還流させて、当該温
水槽３内の温水を55℃に加熱する。即ち、熱交換
器２から回収された排熱（供給熱量：
150000Kcal／ｈ）によつて温水槽３内の温水の
温度を常に50℃〜55℃に維持する。

また、これと同時に、温水循環用往管１５ａを
通つて250／minの流量で温水槽３内の温水
（55℃；825000Kcal／ｈ）を脱脂液加温用温水槽
４内に送り込むと共に、当該温水槽４内から温水
循環用返管１５ｂを通つて同量の温水（50℃；
750000Kcal／ｈ）を化成液加温用温水槽３内に
還流させる。これにより、化成液加温用温水槽３
内から脱脂液加温用温水槽４内に供給される熱量
が熱交換器２から化成液加温用温水槽３内に供給
される熱量の1/2に相当する75000Kcal／ｈとな
つて、脱脂液加温用温水槽４内の温水の温度も常
に50℃〜55℃に維持される。

そして、これら各温水槽３及び４内に貯溜され
た温水が、夫々熱交換器１２及び１３に循環送給
されて、化成槽１０及び脱脂槽１１から夫々当該
各熱交換器１２及び１３に循環送給される化成液
及び脱脂液を所要の使用温度である約50℃に加温
する。

このように、本実施例によれば、排気ダクト１
に熱交換器２を一つだけ介装させ、当該熱交換器
２には化成液加温用温水槽３内の温水のみを循環
送給することとしているから、排熱回収用配管と
して一系統の往管６ａ及び返管６ｂを設けるのみ
で足り、設備費が大幅に低減される。

また、熱交換器２から回収した排熱で温水を加
熱する化成液加温用温水槽３と、脱脂液加温用温
水槽４との間に、温水循環用の往管１５ａ及び返
管１５ｂが接続されて、当該両温水槽３及び４間
で温水が直接循環するように成されているから、
排熱の回収効率が非常に良好となり、両温水槽３
及び４内の温水が効果的に加熱される。

特に、温水槽３内の温水を温水槽４内に送り込
む温水循環用往管１５ａに介装された温水循環ポ
ンプ１６ａの吸込口が、熱交換器２から回収した
排熱で高温（70℃）に加熱された温水を温水槽３
内に還流させる排熱回収用返管６ｂの開口端に近
接して開口されている場合には、温水槽３内の中
でも比較的高温の温水が温水槽４内に送り込まれ
て、当該温水槽４内の温水がより効果的に加熱さ
れる。また、温水槽４内の温水を温水槽３内に送
り返す温水循環用返管１５ｂに介装された温水循
環ポンプ１６ｂの吸込口が、脱脂槽１１内の脱脂
液との熱交換に供された低温の温水を還流させる
温水循環用返管１９ｂの開口端に近接して開口さ
れている場合には、温水槽４内の中でも比較的低
温の温水が温水槽３内に送り返されて、温水槽４
内の温度低下が抑制される。したがつて、両温水
槽３及び４内に貯溜された温水の温度を、確実に
略同一温度に維持できる。

また、温水循環用の往管１５ａ及び返管１５ｂ
に介装された各温水循環ポンプ１６ａ及び１６ｂ
の循環水量は同一（250／min）にセツトされ
ているが、その水量が僅かでも違つていれば長時
間の経過によつて温水槽３内と温水槽４内の温水
の水位が大きく変化し、一方の温水槽から温水が
溢れ出して熱損失を生ずるおそれがある。しか
し、本考案によれば、温水循環ポンプ１６ａ及び
１６ｂの運転が温水槽３及び４内の水位を一定に
維持するように制御されており、例えば温水槽３
内の水位が一定以上下降して温水槽４内の水位が
一定以上上昇すると、その水位変化が各温水槽３
及び４に設けられた液面計１７ａ及び１７ｂで検
出され、当該液面計１７ａ，１７ｂからの検出信
号によつて温水循環用往管１５ａに介装された温
水循環ポンプ１６ａの運転が一時停止される。こ
れにより、温水槽３内から温水槽４内への温水の
送給が停止されて温水槽３内の水位が上昇に転ず
ると共に、温水槽４内の水位が下降に転じ、両温
水槽３及び４内が一定の水位に回復した時に、こ
れを検知した液面計１７ａ，１７ｂからの検出信
号によつて温水循環ポンプ１６ａの運転が再開さ
れる。したがつて、本考案によれば、温水を互い
に循環させる化成液加温用温水槽３内と脱脂液加
温用温水槽４内に水位変動を生じて、一方の温水
槽から温水が溢れ出すという弊害も生じない。

なお、実施例では、熱交換器２と化成液加温用
温水槽３との間に排熱回収用配管（往管６ａ及び
返管６ｂ）を接続した場合について説明したが、
本考案はこれに限らず、熱交換器２と脱脂液加温
用温水槽４との間に排熱回収用配管を接続する場
合であつても良い。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、従来にお
いて排熱を回収する熱交換器に化成液加温用温水
槽と脱脂液加温用温水槽の双方を接続していた二
系統の排熱回収用配管が、何れか一系統の配管の
みで足りるから、非常に長い配管を設ける設備費
が大幅に低減されるという効果がある。

また、化成液加温用温水槽と脱脂液加温用温水
槽との間には、温水循環用の往管及び返管が接続
されて両温水槽間で温水を循環させるように成さ
れているから、排熱の回収効率が非常に良く、両
温水槽内の温水が効果的に加熱される。更に、こ
れら温水循環用の往管及び返管に介装された温水
循環ポンプの運転が、化成液加温用温水槽と脱脂
液加温用温水槽内の水位を一定に維持するように
制御されるから、両温水槽間で循環される温水の
水位変動により一方の温水槽から温水が溢れ出し
て熱損失を生ずるおそれもないという種々の優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による排熱回収装置の一例を示
すフローシート図、第２図は従来の排熱回収装置
を示すフローシート図、第３図は本考案との比較
において示す実験的に製作した排熱回収装置のフ
ローシート図である。 符号の説明、１……排気ダクト、２……熱交換
器、３……化成液加温用温水槽、４……脱脂液加
温用温水槽、５……脱臭装置、６ａ……排熱回収
用の往管、６ｂ……排熱回収用の返管、１０……
化成槽、１１……脱脂槽、１５ａ……温水循環用
の往管、１５ｂ……温水循環用の返管、１６ａ，
１６ｂ……温水循環ポンプ、１７ａ，１７ｂ……
液面計。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 〔１〕 塗装乾燥炉から排気される排ガスが脱臭
   装置５に通されて当該排ガス中の有害悪臭物質
   が燃焼分解したときに生ずる排熱を熱交換器２
   で回収して、前処理装置の化成液加温用温水槽
   ３と脱脂液加温用温水槽４内に貯留された温水
   の加熱に利用するようになされた塗装乾燥炉か
   らの排熱回収装置において、前記温水槽３，４
   の一方に貯留された温水が排熱回収用の往管６
   ａ及び返管６ｂを通じて前記熱交換器２に循環
   送給されると共に、前記両温水槽３，４間に接
   続された温水循環用の往管１５ａ及び返管１５
   ｂを通じて当該両温水槽３，４間で温水が循環
   するように成され、前記温水循環用の往管１５
   ａ及び返管１５ｂを通じて循環送給する温水量
   を制御して前記両温水槽３，４内の水位を一定
   に維持する制御手段を備えたことを特徴とする
   排熱回収装置。 〔２〕 前記制御手段が、前記温水循環用の往管
   １５ａ及び返管１５ｂに介装された温水循環ポ
   ンプ１６ａ，１６ｂと、前記温水槽３，４内の
   水位を検出する液面計１７ａ，１７ｂとを備
   え、液面計１７ａ，１７ｂからの検出信号に基
   づいて前記ポンプ１６ａ，１６ｂの送給量を調
   節するように成した前記実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の排熱回収装置。