JPH0810679A - 塗装乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 熱媒油間接加熱方式の熱風循環式トンネル形
炉の熱源となる熱媒油加熱ボイラを炉内が使用温度に維
持される程度に小型化して設備費を軽減すると同時に、
小型の加熱ボイラでも、従来と同程度の時間で炉内を使
用温度まで昇温することができるようにすることを目的
としている。 【構成】 トンネル形炉３の炉内に熱風を循環供給する
熱風循環経路11に介装された熱交換器８に、塗装設備の
非常用電源となる電力を発生する発電装置16の排熱によ
って加熱された熱媒油を循環供給する熱媒油循環配管12
が接続され、トンネル形炉３の出入口2, 2には、その出
入口2, 2を塗装乾燥装置の運転休止時に閉塞する開閉扉
4, 4が設けられ、前記熱風循環経路11には、塗装乾燥装
置の運転休止時に前記熱交換器８が放出する熱で加熱さ
れた空気を前記トンネル形炉の炉内に送風する保温ファ
ン17を介装したバイパス路18が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンベアで連続的に搬
送される自動車ボディ等の塗膜を乾燥させる熱風循環式
のトンネル形炉を用いた塗装乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車ボディの塗膜を乾燥させ
る塗装乾燥装置のトンネル形炉には、炉内からリターン
ダクトを通じて吸引した熱風を使用温度に加熱してサプ
ライダクトから再び炉内に導入する熱風循環経路が形成
されている。そして、熱風を使用温度に加熱する熱源の
違いにより、熱風循環経路に介装された熱交換器に高温
の熱媒油を供給してその熱交換器により熱風を間接加熱
する熱媒油間接加熱方式と、熱風循環経路に介装された
熱交換器に高温の燃焼ガスを供給してその熱交換器によ
り熱風を間接加熱する燃焼ガス間接加熱方式と、熱風循
環経路に介装されたバーナで熱風を直接加熱するように
なされた燃焼ガス直接加熱方式とがある。

【０００３】ところで、自動車ボディの塗膜乾燥用のト
ンネル形炉は、その長さが数十〜百数十メートルもある
ので、炉内の温度分布を均一にするために、あるいは所
要の温度分布を得るために、トンネル形炉をその長手方
向に沿って複数のゾーンに分割して各ゾーンごとに熱風
循環経路を形成すると、燃焼ガス間接加熱方式及び燃焼
ガス直接加熱方式の場合、各熱風循環経路ごとにバーナ
が必要となり、集中管理しにくくメンテナンス要員も大
勢必要となる。

【０００４】これに対し、熱媒油間接加熱方式は、熱媒
油加熱ボイラで高温に加熱した熱媒油を各熱交換器に循
環供給すれば足りるので、各ゾーンごとの付帯設備が簡
素化されるだけでなく、塗装工場で複数のラインが形成
されている場合に各ラインごとにトンネル形炉を設置し
ても熱媒油ボイラは一基で済み、そのメンテナンスが容
易になるだけでなく、各ゾーンの熱交換器の寿命が長
い、火災の危険がない、温度調節が容易、集中管理が可
能になるというメリットがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱媒油
間接加熱方式によりトンネル形炉内を加熱する場合、炉
内温度が一旦使用温度まで昇温された後は使用温度を維
持するのにそれ程多くの熱量を必要としないものの、長
時間運転休止して炉内温度が低下した後に運転を再開す
るとトンネル形炉の各ゾーンを使用温度まで所定時間内
に一斉に昇温させるのに非常に多くの熱量を必要とし、
このときに必要な熱量に応じて熱媒油加熱ボイラを設計
しなければないので、加熱ボイラは大型化し、設備費が
嵩むという問題があった。

【０００６】すなわち、運転時間のほとんどは炉内を使
用温度に維持できる程度の比較的少ない熱量を供給でき
れば足りるにもかかわらず、室温まで下がった炉内温度
を所定時間内に使用温度に昇温するためにその間だけは
大型の加熱ボイラをフルパワーで運転しなければならな
いので、小型の加熱ボイラを用いることができなかっ
た。そこで、本発明は、トンネル形炉を使用温度に維持
できる程度の小型の加熱ボイラを使用して設備費を軽減
すると同時に、小型の加熱ボイラでも、従来と同程度の
時間で炉内を使用温度まで昇温することができるように
することを技術的課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本願第一の発明は、両端に出入口を開口したトンネ
ル形炉に、その炉内からリターンダクトを通じて吸引し
た熱風を熱交換器から供与される熱で使用温度に加熱し
てサプライダクトから再び炉内に導入する熱風循環ファ
ンを介装した熱風循環経路が設けられた塗装乾燥装置に
おいて、前記熱交換器に、塗装設備の非常用電源となる
電力を発生する発電装置の排熱によって加熱された熱媒
油を循環供給する熱媒油循環配管が接続され、前記トン
ネル形炉の出入口には、その出入口を塗装乾燥装置の運
転休止時に閉塞する開閉扉が設けられ、前記熱風循環経
路には、塗装乾燥装置の運転休止時に前記熱交換器が放
出する熱で加熱された空気を前記トンネル形炉の炉内に
送風する保温ファンを介装したバイパス路が形成されて
いることを特徴とする。

【０００８】また、本願第二の発明は、前記保温ファン
を介装したバイパス路を形成することに代えて、塗装乾
燥装置の運転休止時に前記熱交換器が放出する熱で加熱
された空気を前記トンネル形炉の炉内に送風し得る程度
の小風量で前記熱風循環ファンを稼動させる制御装置を
備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、通常運転の際には、高温に加
熱された熱媒油を熱交換器に供給すると共に、熱風循環
経路に介装された熱風循環ファンを運転することによ
り、炉内からリターンダクトを介して吸引された熱風と
高温の熱媒油との間で熱交換され、熱風が使用温度まで
加熱されて再び炉内に供給される。このとき、リターン
ダクトを介して吸引される熱風は使用温度に近い高温な
ので、熱媒油を介して供給する熱量もわずかで足り、し
たがって熱媒油加熱ボイラは小型のもので足りる。

【００１０】そして、乾燥装置の運転が終了すると、熱
風循環ファンが停止されると共に、トンネル形炉の出入
口に配設された開閉扉が閉塞され、高温空気が炉内に閉
じ込めらる。したがって、炉内外の空気の出入りがなく
なり、炉内の温度が炉外に逃げ難くくなる。

【００１１】また、塗装設備の非常用電源となる電力を
発生する発電装置は非常時に備えてほとんど休みなく稼
動されており、その発電装置が異常加熱されないように
発電装置の排熱で加熱された熱媒油を循環供給する熱媒
油循環配管が、熱風循環炉に介装された熱交換器に接続
されているので、熱交換器にはわずかな熱量が常に供給
されている。

【００１２】したがって、熱風循環経路に形成されたバ
イパス路の保温ファンが稼動されると、前記熱交換器が
放出する熱で加熱された空気が前記トンネル形炉の炉内
に送風されて、炉内温度が使用温度より下がったとして
も室温までは低下することがないので、運転再開時には
供給熱量が少なくても短時間で炉内を使用温度まで加熱
することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
具体的に説明する。図１は本発明に係る塗装乾燥装置を
示すフローシート、図２はそのタイムチャート、図３は
他の実施例を示すタイムチャートである。

【００１４】本例の塗装乾燥装置１は、両端に出入口
２，２を開口した複数のトンネル形炉３，３・・・を有
し、その出入口２，２には当該塗装乾燥装置１の運転休
止時に出入口２，２を閉塞する開閉扉４，４が設けられ
ている。また、各トンネル形炉３は夫々複数のゾーンに
分割され、入口側に輻射パネル５が配された輻射加熱ゾ
ーン５が形成され、その後段側には熱風をワークに直接
吹き付ける対流加熱ゾーン６が形成されている。

【００１５】各ゾーン５，６には、その炉内からリター
ンダクト７を通じて吸引した熱風を熱交換器８から供与
される熱で使用温度に加熱してサプライダクト９から再
び炉内に導入する熱風循環ファン１０を介装した熱風循
環経路１１が設けられている。前記熱風循環経路１１に
介装された熱交換器８には、加熱された熱媒油を間断な
く循環供給する熱媒油循環配管１２が接続され、当該熱
媒油循環配管１２には、熱媒油加熱ボイラ１３が介装さ
れている。熱媒油加熱ボイラ１３は、熱交換器１４を介
して熱媒油を加熱する燃焼室１５を備えており、また、
前記熱交換器１４には、塗装設備の非常用電源となる電
力を発生する発電装置１６の排熱が回収されるように成
されている。そして、燃焼室１５及び発電装置１６で発
生する熱を、熱交換器１４を介して熱媒油に供与し、少
なくとも炉内を所定の使用温度に加熱できる程度の温度
に加熱するように成されている。

【００１６】また、熱風循環経路１１には、塗装乾燥装
置１の運転休止時に熱交換器８が放出する熱で加熱され
た空気を前記トンネル形炉３の炉内に送風する保温ファ
ン１７を介装したバイパス路１８が形成されている。こ
の保温ファン１７は、熱風循環ファン１０に比して風量
が少ない小型のものが用いられており、制御装置１９の
制御信号によりオン・オフ制御される。この制御装置１
９には、トンネル形炉３内の雰囲気温度を検出する温度
センサ２０が接続され、当該センサ２０により検出され
た雰囲気温度が予め設定された所定の温度以下になった
時に、保温ファン１７を稼動するスイッチ信号を出力す
るように成されている。

【００１７】以上が本発明の一例構成であって、次に、
その作用について説明する。まず、自動車ボディを乾燥
するときは、熱媒油循環配管１２を介して還流されてき
た熱媒油が、熱交換器１４で燃焼室１５及び発電装置１
６で生じた熱で高温に加熱されて、各トンネル形炉３に
配設された熱交換器８に送給される。このように、熱媒
油加熱ボイラ１３は、燃焼室１５だけなく発電装置１６
の排熱も熱源としているので、その分、小型化すること
ができる。

【００１８】次いで、高温に加熱された熱媒油が、各ト
ンネル形炉３の熱風循環経路１１に介装された熱交換器
８，８・・・に送給され、熱風循環ファン１０によりト
ンネル形炉３内からリターンダクト７を介して吸引され
た熱風と熱媒油との間で熱交換が行われ、使用温度に加
熱される。そして、熱風循環ファン１０により再びサプ
ライダクト９を介してトンネル形炉３に送給され、炉内
が前記使用温度（例えは 150℃）に維持され、一定の品
質で塗膜が乾燥される。

【００１９】そして、一日の作業が終了すると、熱風循
環ファン１０及び熱媒油加熱ボイラ１３の運転を停止す
ると同時に、各トンネル形炉３の温度が下がる前に夫々
の出入口２，２に配設された開閉扉４，４を閉塞する。
（図２：Ｔ₀ ）。これにより、炉内外の空気の出入りが
なくなり、熱空気が炉外に流出したり、冷たい外気が炉
内に侵入したりすることがないので、炉内温度は急激に
低下することなく、極めてゆっくりと低下する。なお、
塗装乾燥装置１の運転を停止しても、塗装設備の非常用
電源となる電力を発生する発電装置１６はほとんど休み
なく運転されているので、熱媒油には熱交換器１５を介
してその排熱が供与される。

【００２０】そして、各トンネル形炉３の炉内温度は、
夫々の温度センサ２０でモニタされ、予め設定された所
定温度（例えば８０℃）以下に下がると、制御装置１９
からそのトンネル形炉３の熱風循環経路１１に設けられ
たバイパス路１８の保温ファン１７を起動するスイッチ
信号が出力される（図２：Ｔ₁ ）。保温ファン１７が回
転されると、炉内の空気がリターンダクト７から吸引さ
れ、熱交換器８により熱媒油と熱交換が行われ、加熱さ
れた空気がサプライダクト９を介して炉内に送給される
ので、炉内温度が上昇する。

【００２１】次いで、温度センサ２０で検出された炉内
温度が予め設定された温度（例えば８０℃）に達する
と、熱風循環ファン１０の回転が停止され（図２：
Ｔ₂ ）、これを繰り返しながら、炉内温度を約８０℃の
保温温度に維持する。このとき、熱媒油循環配管１２を
循環する熱媒油には、発電装置１６の排熱により各トン
ネル形炉３の炉内を使用温度より低い所定の温度（例え
ば８０℃）に保温できる程度の熱が供与されており、ま
た、保温ファン１７の送風量は熱風循環ファン１０に比
して少ないので熱風循環経路１１を循環する風量が少な
くなり、熱交換器８を介して熱媒油の熱を必要以上に奪
うこともなく、炉内は適温に保温される。

【００２２】そして、塗装乾燥炉１の運転を再開すると
きは、保温ファン１７を停止すると同時に熱媒油加熱ボ
イラ１３と熱風循環ファン１０を起動させて、各トンネ
ル形炉３の炉内を所定の使用温度（例えば 150℃) まで
昇温する（図２：Ｔ₃ 〜Ｔ₄）。このとき炉内は８０℃
に保温されているので、８０℃から１５０℃まで昇温す
れば足り、一定時間内に昇温するのであれば、室温から
使用温度まで加熱する場合に比して少ない熱量で昇温す
ることができ、したがって、熱媒油加熱ボイラ１３を小
型にすることができる。そして、炉内が所定の使用温度
に達した後、出入口２，２の開閉扉４，４を開いてワー
クを搬入する。

【００２３】なお、温度センサ２０はトンネル形炉３ご
とに設ける場合に限らず、各加熱ゾーン５，６ごとに設
けて、各ゾーン５，６ごとに個別に保温ファン１７を運
転する場合であってもよい。また、トンネル形炉３の各
ゾーン５，６ごとに熱風循環経路１１が形成された場合
について説明したが、各トンネル形炉３に一つの熱風循
環経路１１しか形成されていない場合であってもよい。

【００２４】図３は他の実施例を示すタイムチャートで
ある。本例では、温度センサ２０を設置する替わりに、
制御装置１９にタイマーを内蔵し、塗装乾燥装置１の運
転を再開する一定時間前にタイマーからスイッチ信号が
出力されたときに保温ファン１７を稼動開始させる制御
信号を出力するように成されている。

【００２５】これは、運転休止時に炉内が常時一定温度
に保温されていなくても、運転再開時に炉内が室温より
高い約８０℃の保温温度に昇温されていれば、先の実施
例と同様に、短時間で各トンネル形炉３の炉内を所定の
使用温度（例えば 150℃) まで昇温できることに着目し
たものである。ただし、発電装置１６の排熱の熱量はそ
れほど多くはなく、炉内が室温まで下がったときに保温
温度まで昇温するのに長時間かかるので、本例では、制
御装置１９に運転再開時（例えば、午前８時３０分）を
予め設定しておき、例えばその３時間前から保温ファン
１７を起動させるようになされている。

【００２６】まず、一日の作業が終了すると、熱風循環
ファン１０及び熱媒油加熱ボイラ１３の運転を停止する
と同時に、各トンネル形炉３の出入口２，２に配設され
た開閉扉４，４を閉塞する。（図３：Ｔ₀ ）。そして、
炉内温度は徐々に低下し、運転再開時（例えば、午前８
時３０分）の３時間前（午前５時３０分）になると、タ
イマ２０から出力されるスイッチ信号に基づいて制御装
置１９から保温ファン１７を起動させる制御信号が出力
される（図３：Ｔ₁ ）。

【００２７】これにより、炉内の空気が保温ファン１７
によりリターンダクト７から吸引され、熱交換器８によ
り熱媒油と熱交換が行われ、加熱された空気がサプライ
ダクト９を介して炉内に送給されて、炉内温度が徐々に
上昇する。そして、塗装乾燥装置１の運転再開時（午前
８時３０分）には、炉内温度が予め設定された温度（例
えば８０℃）に達し、ここで熱媒油加熱ボイラ１３及び
熱風循環ファン１０が起動させると、８０℃から１５０
℃まで昇温すれば足り（図４：Ｔ₂ 〜Ｔ₃ ）、この場合
も熱媒油加熱ボイラ１３を小型化することができる。

【００２８】図４は本発明に係る他の塗装乾燥装置を示
すフローシート、図５はそのタイムチャートである。な
お、図１と共通する部分については同一符号を付して詳
細説明は省略する。本例では、塗装乾燥装置１の運転休
止時に保温ファン１７を稼動させることに代えて、熱風
循環経路１１に介装された熱風循環ファン１０を例えば
インバータ制御して回転数を落とし小風量で稼動させる
ようにしている。

【００２９】すなわち、塗装乾燥装置１の運転が終了す
ると、開閉扉４，４が閉塞されると共に、大風量で運転
されていた熱風循環ファン１０及び熱媒油加熱ボイラ１
３が停止され、炉内温度は徐々に低下する（図５：
Ｔ₀ ）。そして、温度センサ２０で検出された炉内温度
が予め設定された温度（例えば８０℃）以下に下がる
と、通常の回転数よりも低い回転数で熱風循環ファン１
０を回転させる制御信号が制御装置１９から出力され、
熱風循環経路１１内に小風量で空気が循環される（図
５：Ｔ₁ 〜Ｔ₂ ）。このとき、熱交換器８には、発電装
置１６の排熱により加熱された熱媒油が供給されている
ので、その熱により熱風循環経路１１を循環する空気が
加熱され、これが炉内に送給されて炉内温度が上昇す
る。

【００３０】次いで、温度センサ２０で検出された炉内
温度が予め設定された温度（例えば８０℃）に達する
と、熱風循環ファン１０の回転が停止され（図５：
Ｔ₂ ）、これを繰り返しながら、炉内温度を約８０℃の
保温温度に維持する。そして、塗装乾燥炉１の運転を再
開するときは、熱風循環ファン１０を通常の回転数で運
転すると同時に、熱媒油加熱ボイラ１３を起動させて、
各トンネル形炉３の炉内を所定の使用温度（例えば 150
℃) まで昇温する（図５：Ｔ₃ 〜Ｔ₄）。この場合も、
８０℃から１５０℃まで昇温すれば足り、熱媒油加熱ボ
イラ１３を小型化することができる。なお、熱風循環フ
ァン１０を小風量で運転する場合に、炉内温度を温度セ
ンサ２０で検出する場合に限らず、タイマーを用いて塗
装乾燥装置１の運転再開時の一定時間前に運転開始する
ようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、塗
装乾燥装置の運転休止時に、非常用発電装置の排熱を利
用してトンネル形炉の炉内を保温しており、運転再開時
には保温されている炉内を使用温度まで昇温すれば足り
るので、同一時間内で昇温するのであれば、室温から使
用温度まで昇温する場合に比して熱量が少なくて済み、
したがって、熱媒油加熱ボイラを小型化して設備費を軽
減することができるという大変優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗装乾燥装置を示すフローシー
ト。

【図２】そのタイムチャート。

【図３】他の実施例を示すタイムチャート。

【図４】本発明に係る他の塗装乾燥装置を示すフローシ
ート。

【図５】そのタイムチャート。

【符号の説明】

１・・・塗装乾燥装置 ２・・・出入口 ３・・・トンネル形炉 ４・・・開閉扉 ７・・・リターンダクト ８・・・熱交換器 ９・・・サプライダクト １０・・・熱風循環
ファン １１・・・熱風循環経路 １２・・・熱媒油
循環配管 １３・・・熱媒油加熱ボイラ １４・・・熱交換
器 １５・・・燃焼室 １６・・・発電装
置 １７・・・保温ファン １８・・・バイパ
ス路 １９・・・制御装置 ２０・・・温度セ
ンサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に出入口（2, 2）を開口したトンネ
   ル形炉（３）に、その炉内からリターンダクト（７）を
   通じて吸引した熱風を熱交換器（８）から供与される熱
   で使用温度に加熱してサプライダクト（９）から再び炉
   内に導入する熱風循環ファン（10）を介装した熱風循環
   経路（11）が設けられた塗装乾燥装置において、前記熱
   交換器（８）に、塗装設備の非常用電源となる電力を発
   生する発電装置（16）の排熱によって加熱された熱媒油
   を循環供給する熱媒油循環配管（12）が接続され、前記
   トンネル形炉（３）の出入口（2, 2）には、その出入口
   （2, 2）を塗装乾燥装置の運転休止時に閉塞する開閉扉
   （4, 4) が設けられ、前記熱風循環経路（11）には、塗
   装乾燥装置の運転休止時に前記熱交換器（８）が放出す
   る熱で加熱された空気を前記トンネル形炉の炉内に送風
   する保温ファン（17）を介装したバイパス路（18）が形
   成されていることを特徴とする塗装乾燥装置。
2. 【請求項２】 前記トンネル形炉（３）の雰囲気温度が
   所定の温度以下になった時に前記保温ファン（17）を稼
   動する制御装置（19) を備えた請求項１記載の塗装乾燥
   装置。
3. 【請求項３】 塗装乾燥装置の運転を再開する一定時間
   前にタイマーから出力されるスイッチ信号によって前記
   保温ファン（17）を稼動開始する制御装置（19）を備え
   た請求項１記載の塗装乾燥装置。
4. 【請求項４】 両端に出入口（2, 2）を開口したトンネ
   ル形炉（３）に、その炉内からリターンダクト（７）を
   通じて吸引した熱風を熱交換器（８）から供与される熱
   で使用温度に加熱してサプライダクト（９）から再び炉
   内に導入する熱風循環ファン（10）を介装した熱風循環
   経路（11）が設けられた塗装乾燥装置において、前記熱
   交換器（８）に、塗装設備の非常用電源となる電力を発
   生する発電装置（16）の排熱によって加熱された熱媒油
   を循環供給する熱媒油循環配管（12）が接続され、前記
   トンネル形炉（３）の出入口（2, 2）には、その出入口
   （2, 2）を塗装乾燥装置の運転休止時に閉塞する開閉扉
   （4, 4）が設けられ、塗装乾燥装置の運転休止時に前記
   熱交換器（８）が放出する熱で加熱された空気を前記ト
   ンネル形炉（３）の炉内に送風し得る程度の小風量で前
   記熱風循環ファン（10）を稼動させる制御装置（19）を
   備えたことを特徴とする塗装乾燥装置。