JPH11221908A - 溶剤気化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気化効率を向上することができる溶剤気化装
置を提供する。 【解決手段】 溶剤は、溶剤供給ポンプ５６及び溶剤供
給配管５７を介して、噴霧ノズル５８に供給される。噴
霧ノズル５８は、熱源ボックス５０内に溶剤を噴霧す
る。噴霧された溶剤は、熱源ボックス５０内の熱風によ
って気化される。熱風によって気化しきれなかった溶剤
は、噴霧方向に設けたプレートヒータ５９ａに付着する
とともに、底面に設けたプレートヒータ５９ｂに落下し
て付着する。プレートヒータ５９ａ，５９ｂは、付着し
た溶剤を加熱して気化する。また、溶剤供給配管５７
は、その内部の溶剤を加熱する溶剤供給用ヒータ６０を
備えている。このために、溶剤の気化効率を向上させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器内に噴霧され
た溶剤を気化する溶剤気化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷機は、インキなどを塗布したウェブ
などを乾燥するために、窒素ガスなどの不活性ガスと溶
剤ガスとの混合ガスが充満する乾燥炉を備えている。こ
の乾燥炉は、その内部を通過するウェブに、混合ガスの
熱風を送風して、塗膜面を乾燥している。この塗膜は、
メチルエチルケトンやトルエンなどの溶剤を含み、塗膜
面の質を向上するためには、溶剤濃度を一定に保って、
塗膜面からの溶剤の蒸発速度をある程度抑制する必要が
ある。このために、乾燥炉内には、塗膜に含まれる溶剤
と同じ溶剤ガスが充満されている。このような乾燥装置
は、乾燥炉に供給する熱風の上流側に、溶剤気化装置を
備えており、熱風で気化した溶剤ガスを乾燥炉に供給し
て、乾燥炉内における溶剤ガスの濃度を上昇している。
この溶剤気化装置は、溶剤を供給する溶剤供給部と、熱
源ヒータの下流側に噴霧ノズルとを備えており、噴霧ノ
ズルによって溶剤を連続して噴霧して、熱源ヒータを通
過した熱風でこの溶剤を気化している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の溶剤気化装置
は、噴霧ノズルによって噴霧した溶剤が、底面に落下す
るまでに、この溶剤を蒸発する必要があった。しかし、
溶剤が完全に蒸発するまでの時間が、溶剤の落下時間よ
りも長いときには、噴霧した溶剤が滴状態で底面に落下
して液溜まりを生じ、気化効率が悪化してしまうという
問題があった。

【０００４】また、噴霧ノズルを工夫することによっ
て、噴霧した溶剤の外径を小さくして、溶剤の気化促進
を図り、蒸発時間の短縮を図る手段がある。しかし、こ
のような手段では、溶剤の物性や噴霧ノズルの大きさの
制約などにより、気化効率の低下を十分に解消すること
ができないという問題があった。

【０００５】本発明の課題は、気化効率を向上すること
ができる溶剤気化装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定するものではない。すなわ
ち、請求項１の発明は、気化容器（５０）内に溶剤を噴
霧する溶剤噴霧手段（５５，５７，５８）と、前記気化
容器内に設けられ、噴霧した溶剤を気化する加熱手段
（５４）とを含む溶剤気化装置において、前記気化容器
内に設けられ、前記加熱手段によって気化されなかった
溶剤を加熱する補助加熱手段（５９）を備えることを特
徴とする溶剤気化装置（５，６）である。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載の溶剤
気化装置において、前記溶剤噴霧手段は、溶剤を収納す
る溶剤タンク（５５）と、前記溶剤を噴霧する噴霧ノズ
ル（５８）と、前記溶剤タンクから前記噴霧ノズルに、
前記溶剤を供給する溶剤供給路（５７）とを含み、前記
溶剤供給路は、その内部の溶剤を加熱する溶剤加熱ヒー
タ（６０）を備えることを特徴とする溶剤気化装置であ
る。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の溶剤気化装置において、前記補助加熱手段は、
前記気化容器内を加熱する加熱ヒータ（５９ａ，５９
ｂ，５９ｃ）であることを特徴とする溶剤気化装置であ
る。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の溶剤気化装置において、前
記補助加熱手段は、噴霧した溶剤が付着する付着面を有
する加熱ヒータ（５９ａ，５９ｂ，５９ｃ）であること
を特徴とする溶剤気化装置である。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載の溶剤気化装置において、前
記溶剤噴霧手段は、前記溶剤を横方向に噴霧し、前記補
助加熱手段（５９ａ，５９ｂ）は、前記気化容器の側面
及び／又は底面に設けられていることを特徴とする溶剤
気化装置である。

【００１１】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
までのいずれか１項に記載の溶剤気化装置において、前
記溶剤噴霧手段は、前記溶剤を上方向に噴霧し、前記補
助加熱手段（５９ａ，５９ｂ，５９ｃ）は、前記気化容
器の上面、底面、側面のうちの少なくとも一面に設けら
れていることを特徴とする溶剤気化装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図面を参
照して、本発明の第１実施形態について、さらに詳しく
説明する。以下では、本発明の第１実施形態に係る溶剤
気化装置を、ウェブを乾燥する乾燥装置に適用した例を
挙げて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る
溶剤気化装置を備える乾燥装置を概略的に示す図であ
る。

【００１３】乾燥炉１は、溶剤を含む塗膜面を有するウ
ェブ２を乾燥するためのものである。乾燥炉１は、その
長手方向の両端部に、ウェブ２が図中矢印方向に通過可
能なように、搬入口１ａと搬出口１ｂとを備えている。
乾燥炉１内には、例えば、窒素ガスなどの不活性ガスが
充満している。また、乾燥炉１内には、ウェブ２上の塗
膜面の質向上を図るとともに、この塗膜面に含まれる溶
剤の蒸発速度を抑制するために、塗膜面に含まれる溶剤
と同じ溶剤ガスが充満している。

【００１４】カーテンボックス１０，１１は、乾燥炉１
内に空気が入るのを防止するためのものである。カーテ
ンボックス１０，１１は、ウェブ２が通過可能な搬入口
１０ａ及び搬出口１１ａをそれぞれ備え、乾燥炉１の搬
入口１ａ及び搬出口１ｂを覆うようにそれぞれ設けられ
ている。カーテンボックス１０，１１は、乾燥炉１内に
向けて窒素ガスを吹き付けることによって、搬入口１１
及び搬出口１２をシールし、乾燥炉１内に空気が浸入す
るのを防止している。

【００１５】窒素タンク３は、内部に窒素ガスを収納し
ている。窒素タンク３は、配管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ
を通じて、カーテンボックス１０内に窒素ガスを供給す
るとともに、配管３０ａ，３０ｂ，３０ｄを通じて、カ
ーテンボックス１１内に窒素ガスを供給する。また、窒
素タンク３は、配管３０ａから分岐した配管３０ｅに、
窒素ガスを供給する。

【００１６】凝縮器４は、配管３０ｅに供給された窒素
ガスと、乾燥炉１から排出された混合ガスとを、冷却水
４１によって冷却するものである。凝縮器４は、冷却し
た窒素ガスの一部を排気するとともに、残りの窒素ガス
を、配管３０ｆを通じて溶剤気化装置５，６に供給して
いる。

【００１７】図２は、本発明の第１実施形態に係る溶剤
気化装置を概略的に示す平面図である。図３は、本発明
の第１実施形態に係る溶剤気化装置における熱源ボック
スを示す断面図である。溶剤気化装置５，６は、熱風に
よって溶剤を気化する装置である。なお、溶剤気化装置
５，６は、いずれも同一構造であり、以下では、溶剤気
化装置５について説明する。

【００１８】溶剤気化装置５は、図２及び図３に示すよ
うに、熱源ボックス５０と、流入用ダクト５１と、リタ
ーン用ダクト５２と、循環ファン５３と、熱源ヒータ５
４と、溶剤タンク５５と、溶剤供給ポンプ５６と、溶剤
供給配管５７と、噴霧ノズル５８と、プレートヒータ５
９と、供給配管用ヒータ６０などからなる。

【００１９】熱源ボックス５０は、乾燥炉１から吸引し
た混合ガスを加熱するとともに、内部に噴霧した溶剤を
気化するための容器である。熱源ボックス５０は、内部
に循環ファン５３と、熱源ヒータ５４と、噴霧ノズル５
８と、プレートヒータ５９とが設けられている。

【００２０】流入用ダクト５１は、乾燥炉１内から混合
ガスを吸引して、熱源ボックス５０に供給するためのも
のである。流入用ダクト５１は、その一端が乾燥炉１に
接続されており、他端が熱源ボックス５０に接続されて
いる。

【００２１】リターン用ダクト５２は、ヒータ５４が加
熱した混合ガスを、乾燥炉１内に戻すためのものであ
る。リターン用配管３ｄは、下流側が乾燥炉１に接続さ
れており、上流側が熱源ボックス５０に接続されてい
る。リターン用ダクト５２は、混合ガスの熱風を、ウェ
ブ２上の塗膜面に送風して、この塗布面を乾燥する。

【００２２】循環ファン５３は、流入用ダクト５１を介
して、乾燥炉１内から熱源ボックス５０内に混合ガスを
吸引し、図中矢印方向に循環するものである。循環ファ
ン５３は、熱源ボックス５０内に吸引した混合ガスを、
ヒータ５４に向けて送出している。

【００２３】ヒータ５４は、循環ファン５３が送出した
混合ガスを所定温度まで昇温して、熱源ボックス５０内
に噴霧した溶剤を、加熱した混合ガスの熱風によって気
化するものである。ヒータ５４は、循環ファン５３の下
流側に設けられている。ヒータ５４は、加熱した混合ガ
スを噴霧ノズル５８に向けて送出している。

【００２４】噴霧ノズル５８は、熱源ボックス５０内に
溶剤を噴霧するためのものである。噴霧ノズル５８は、
図３に示すように、熱源ボックス５０内において、溶剤
を横方向に噴霧している。

【００２５】プレートヒータ５９は、ヒータ５４が加熱
した混合ガスの熱風によって、気化しきれなかった溶剤
を加熱する補助ヒータである。また、プレートヒータ５
９は、熱源ボックス５０内を加熱する補助ヒータであ
る。プレートヒータ５９は、噴霧した溶剤が飛散する方
向であって、熱源ボックス５０の側面（壁面）に設けら
れたプレートヒータ５９ａと、熱源ボックス５０内の底
面に設けられたプレートヒータ５９ｂとからなる。プレ
ートヒータ５９ａ，５９ｂは、いずれも、飛散した溶剤
が付着する面をカバーするような付着面を有している。
プレートヒータ５９ａ，５９ｂは、気化しきれずに付着
した溶剤を、ヒータの熱によって即時に加熱して気化す
る。

【００２６】溶剤タンク５５は、溶剤を収納するタンク
であり、溶剤供給ポンプ５６及び溶剤供給配管５７を介
して、噴霧ノズル５８に接続されている。溶剤供給ポン
プ５６は、溶剤タンク５５内の溶剤を噴霧ノズル５８に
送出するためのものである。溶剤供給ポンプ５６は、溶
剤供給配管５７の略中間に配置されている。

【００２７】供給配管用ヒータ６０は、溶剤供給配管５
７内の溶剤を加熱するためのものである。供給配管用ヒ
ータ６０は、溶剤供給配管５７の外周部に巻き付くよう
な形状であって、熱源ボックス５０内において、溶剤供
給配管５７が露出する部分に取り付けられている。

【００２８】つぎに、本発明の第１実施形態に係る溶剤
気化装置の動作を説明する。図１に示す配管３０ａ，３
０ｂ，３０ｃ，３０ｄを通じて、窒素タンク３が乾燥室
１内に窒素ガスを供給し、図２に示す循環ファン５３が
駆動を開始する。循環ファン５３は、流入用ダクト５１
を通じて、乾燥炉１内の窒素ガスを熱源ボックス５０内
に吸引する。熱源ヒータ５４は、循環ファン５３が送出
する窒素ガスを所定温度まで徐々に上げる。ヒータ５４
によって加熱された窒素ガスは、リターン用ダクト５２
を通じて、乾燥炉１内に供給される。

【００２９】また、熱源ヒータ５４とともに、プレート
ヒータ５９が熱源ボックス５０内を補助的に加熱し、乾
燥炉１内及び熱源ボックス５０内の温度を、短時間で所
定温度まで上がる。溶剤供給ポンプ５６は、溶剤タンク
５５内の溶剤を溶剤供給配管５７を通じて、噴霧ノズル
５８に供給する。噴霧ノズル５８は、十分に加熱した熱
源ボックス５０内に溶剤を噴霧し、ヒータ５４を通過し
た窒素ガスの熱風が、噴霧した溶剤を気化する。プレー
トヒータ５９ａ，５９ｂは、窒素ガスの熱風によって気
化しきれずに、このプレートヒータ５９ａ，５９ｂに付
着したり、液溜まりを生じた溶剤を加熱して気化する。
その結果、乾燥炉１内の溶剤ガス濃度を所定の濃度に短
時間で上げて、溶剤の気化効率を向上することができ
る。

【００３０】図４は、本発明の第１実施形態に係る溶剤
気化装置における床面温度と溶剤ガス濃度との関係を示
すグラフである。図４において、縦軸は、乾燥炉１（温
度１００（°Ｃ））内の溶剤ガス濃度（ｖｏｌ％）であ
り、横軸は、溶剤（トルエン）の噴霧時間（ｍｉｎ）で
ある。図２に示すプレートヒータ５９ｂを７０（°Ｃ）
又は９０（°Ｃ）に設定して、図４に示すように、同じ
時間だけ溶剤を噴霧すると、床面温度を高く設定したほ
うが、溶剤が十分に蒸発して溶剤ガス濃度が高くなって
いる。このために、比較的高い溶剤ガス濃度、例えば、
３０（ｖｏｌ％）程度に乾燥炉１内を設定したいときで
あっても、溶剤ガス濃度を短時間で上げることができ
る。

【００３１】本発明の第１実施形態に係る溶剤気化装置
は、以下に記載するような効果を有する。 （１） 本発明の第１実施形態は、噴霧ノズル５８によ
って噴霧した溶剤が、熱源ボックス５０の内面に付着す
る位置に、プレートヒータ５９を設けている。このため
に、ヒータ５４によって加熱した混合ガスでは気化しき
れずに、熱源ボックス５０の内面に浮遊又は落下して付
着した溶剤が、液溜まりを生じても、プレートヒータ５
９がこの溶剤を気化して蒸発を促進する。その結果、気
化効率を向上させて、乾燥炉１内の溶剤ガス濃度を効率
よく上昇させることができる。

【００３２】（２） 本発明の第１実施形態は、ヒータ
５４とは別に、補助的なプレートヒータ５９を設けてい
る。熱源ボックス５０内は、底部側よりも上部側の温度
が高く、噴霧ノズル５８が噴霧した溶剤のうち落下する
溶剤は、気化せずに底面に残りやすい。床面に設けたプ
レートヒータ５９ｂは、ヒータ５４では温めにくい熱源
ボックス５０の底部側を加熱する。このために、熱源ボ
ックス５０内を均一に加熱して、溶剤を速やかに気化
し、乾燥炉１内の溶剤ガス濃度を所定濃度に短時間で上
げることができる。また、ヒータ５４は、混合ガスの温
度を上げるのにある程度時間を要するが、プレートヒー
タ５９が熱源ボックス５０内を速やかに温めるために、
溶剤ガス濃度を所定濃度に短時間で上げることができ
る。

【００３３】（３） 本発明の第１実施形態は、溶剤供
給配管５７内の噴霧前の溶剤を加熱する供給配管用ヒー
タ６０を、溶剤供給配管５７の外周部に設けている。こ
のために、噴霧した溶剤に混合ガスの熱風が供給する熱
量のうち、この溶剤自体の温度上昇に要する熱量を減ら
して、その分の熱量をこの溶剤が蒸発するのに要する熱
量に充てることができる。その結果、溶剤の気化促進を
図ることができるとともに、熱効率を向上することがで
きる。

【００３４】（第２実施形態）図５は、本発明の第２実
施形態に係る溶剤気化装置を概略的に示す平面図であ
る。図６は、本発明の第２実施形態に係る溶剤気化装置
における熱源ボックスを示す断面図である。本発明の第
２実施形態は、溶剤の噴霧方向が第１実施形態と異なる
他の実施形態である。なお、以下では、図１〜図３に示
した部材と同一の部材は、同一の番号を付して説明し、
その部材の詳細な説明は省略する。

【００３５】噴霧ノズル５８は、図５及び図６に示すよ
うに、熱源ボックス５０内において、上方向に溶剤を噴
霧している。

【００３６】プレートヒータ５９は、噴霧した溶剤が飛
散する方向であって、熱源ボックス５０の対向する側面
（壁面）に設けられた一対のプレートヒータ５９ａと、
熱源ボックス５０内の底面に設けられたプレートヒータ
５９ｂと、熱源ボックス５０内の上面に設けられたプレ
ートヒータ５９ｃとからなる。

【００３７】本発明の第２実施形態に係る溶剤気化装置
は、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載する効果
を有する。本発明の第２実施形態は、噴霧ノズル５８が
上方向に溶剤を噴霧しているために、熱源ボックス５０
の底面まで溶剤が落下する時間が長くなり、第１実施形
態よりも気化効率を向上することができる。

【００３８】（他の実施形態）本発明は、以上説明した
実施形態に限定するものではなく、以下に記載するよう
に、種々の変形又は変更が可能であって、それらも本発
明の均等の範囲内である。 （１） 本発明の第１実施形態は、熱源ボックス５０の
側面及び底面に、それぞれプレートヒータ５９ａ，５９
ｂを設けているが、設置位置はこれらに限定するもので
はない。例えば、噴霧ノズル５８から側面までの距離、
熱源ボックス５０の高さ、噴霧ノズル５８の性能などに
応じて、いずれか一方を省略してもよく、プレートヒー
タ５９ａと対向する側面や上面に、プレートヒータを設
けてもよい。

【００３９】（２） 本発明の第２実施形態は、熱源ボ
ックス５０の側面、底面及び上面に、それぞれプレート
ヒータ５９ａ，５９ｂ，５９ｃを設けているが、熱源ボ
ックス５０の構造などによっては、これらの面の少なく
とも一つに設けてもよい。

【００４０】（３） 本発明の実施形態は、溶剤供給配
管５７が熱源ボックス５０内で露出する部分に、溶剤配
管用ヒータ６０を設けているが、これに限定するもので
はなく、露出する部分の一部に、溶剤配管用ヒータ６０
を設けてもよい。また、溶剤供給配管５７の全部に溶剤
配管用ヒータ６０を設けてもよい。

【００４１】（４） 本発明の実施形態は、熱源ボック
ス５０の内面にプレートヒータ５９を取り付けている
が、熱源ボックス５０内の空間に、プレートヒータ５９
を吊り下げてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、加熱手段によって気化されなかった溶剤を加熱す
る補助加熱手段を設けたので、気化効率を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る溶剤気化装置を備
える乾燥装置を概略的に示す図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る溶剤気化装置を概
略的に示す平面図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係る溶剤気化装置にお
ける熱源ボックスを示す断面図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係る溶剤気化装置にお
ける床面温度と溶剤ガス濃度との関係を示すグラフであ
る。

【図５】本発明の第２実施形態に係る溶剤気化装置を概
略的に示す平面図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る溶剤気化装置にお
ける熱源ボックスを示す断面図である。

【符号の説明】

１ 乾燥炉 ２ ウェブ ５，６ 溶剤気化装置 ５０ 熱源ボックス ５４ 熱源ヒータ ５５ 溶剤タンク ５６ 溶剤供給ポンプ ５７ 溶剤供給配管 ５８ 噴霧ノズル ５９ プレートヒータ ６０ 供給配管用ヒータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気化容器内に溶剤を噴霧する溶剤噴霧手
   段と、 前記気化容器内に設けられ、噴霧した溶剤を気化する加
   熱手段と、 を含む溶剤気化装置において、 前記気化容器内に設けられ、前記加熱手段によって気化
   されなかった溶剤を加熱する補助加熱手段を備えるこ
   と、 を特徴とする溶剤気化装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の溶剤気化装置におい
   て、 前記溶剤噴霧手段は、 溶剤を収納する溶剤タンクと、 前記溶剤を噴霧する噴霧ノズルと、 前記溶剤タンクから前記噴霧ノズルに、前記溶剤を供給
   する溶剤供給路とを含み、 前記溶剤供給路は、その内部の溶剤を加熱する溶剤加熱
   ヒータを備えること、 を特徴とする溶剤気化装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の溶剤気化
   装置において、 前記補助加熱手段は、前記気化容器内を加熱する加熱ヒ
   ータであること、 を特徴とする溶剤気化装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
   項に記載の溶剤気化装置において、 前記補助加熱手段は、噴霧した溶剤が付着する付着面を
   有する加熱ヒータであること、 を特徴とする溶剤気化装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４までのいずれか１
   項に記載の溶剤気化装置において、 前記溶剤噴霧手段は、前記溶剤を横方向に噴霧し、 前記補助加熱手段は、前記気化容器の側面及び／又は底
   面に設けられていること、 を特徴とする溶剤気化装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までのいずれか１
   項に記載の溶剤気化装置において、 前記溶剤噴霧手段は、前記溶剤を上方向に噴霧し、 前記補助加熱手段は、前記気化容器の上面、底面、側面
   のうちの少なくとも一面に設けられていること、 を特徴とする溶剤気化装置。