涂装用干燥设备

技术领域

本发明涉及一种涂装用干燥设备，具备：干燥室，使被涂物干燥；加热单元，用于加热空气；空气供给单元，将由加热单元加热的空气向所述干燥室供给；空气回收单元，从所述干燥室回收空气；以及处理单元，处理由所述空气回收单元回收的空气中含有的挥发性物质。

背景技术

在使涂装后的汽车、其部件等干燥的涂装用干燥设备中，通常，干燥室内的温度维持在120℃-180℃左右，使被涂物经过干燥室内30分钟左右而使涂膜烧结固化。

作为对向干燥室供给的空气进行加热的加热单元，由于燃烧器燃烧气体中含有的特别是氮氧化物有可能对涂膜造成不良影响，因此采用间接加热式的加热炉(间接加热炉)而不是直火加热式的加热炉，特别是在面漆干燥工序中该倾向强。

另外，由于在涂膜的烘烤固化过程中产生伴有恶臭的挥发性物质(VOC)，因此在涂装用干燥设备中设置有作为处理该挥发性物质的处理单元的脱臭炉。此外，一般认为挥发性物质通过在750℃-800℃以上进行0.8秒左右加热处理而被氧化分解，在脱臭炉中实施基于这样的基准的处理。

作为以往的涂装用干燥设备，已知有例如以下的专利文献1所示的设备。在该涂装用干燥设备中，上述的间接加热炉和脱臭炉分别独立地设置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-238199号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在以往的涂装用干燥设备中，在间接加热炉中产生燃烧器燃烧量的约10％-15％的热损失。这是间接加热炉中的燃烧器燃烧空气的排气热损失。

另外，在以往的涂装用干燥设备中，通常，将利用通过脱臭炉的排气热回收而得到的热加热的外部气体导入到干燥室内而对干燥室进行换气，换气后的量的空气在脱臭炉中被氧化处理而向设备外排气。伴随该干燥室的换气和来自脱臭炉的排气的热损失占干燥室整体的消耗热量的约20％-30％。

即，在以往的涂装用干燥设备中，在间接加热炉和脱臭炉中容易产生热损失，在抑制热损失而实现节能化这一点上留有改善的余地。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供一种热损失少且实现节能化的涂装用干燥设备。

用于解决问题的手段

本发明的涂装用干燥设备，其特征在于，包括：

干燥室，使被涂物干燥；

加热单元，用于加热空气；

空气供给单元，将由所述加热单元加热的空气向所述干燥室供给；

空气回收单元，从所述干燥室回收空气；以及

处理单元，处理由所述空气回收单元回收的空气中含有的挥发性物质，

所述加热单元兼作所述处理单元。

根据本结构，由于加热单元兼作处理单元，因此与分别包括加热单元和处理单元的以往的情况相比，容易降低热损失的程度，实现节能化。进而，由于不需要另外设置处理单元，所以也会降低设备成本。

在本发明涉及的涂装用干燥设备中，优选为，包括：第一热回收单元，从由所述加热单元排出的排气中回收热；以及第二热回收单元，从由所述第一热回收单元排出的排气中回收热。

根据本结构，由于从排气进行由第一热回收单元进行的一次热回收和由第二热回收单元进行的二次热回收，因此更有效率地进行从排气中的热回收，结果，能够使从加热单元排出的排气的温度成为与干燥室内的温度相同的程度，能够进一步降低涂装用干燥设备中的热损失。

在本发明涉及的涂装用干燥设备中，优选为，所述加热单元包括燃料量调节机构和燃烧空气量调节机构。

根据本结构，由于加热单元包括燃料量调节机构和燃烧空气量调节机构，因此容易实施干燥室中的温度的调节。

在本发明涉及的涂装用干燥设备中，优选为，构成为通过所述燃烧空气量调节机构将所述加热单元的燃烧处理炉内的温度调节到设定范围内。

根据本结构，能够利用燃烧空气量调节机构更迅速且可靠地调节燃烧处理炉内的温度。

在本发明涉及的涂装用干燥设备中，优选为，包括：外部气体导入单元，向所述干燥室导入外部气体，所述外部气体导入单元包括外部气体导入量调节机构。

根据本结构，由于向干燥室导入外部气体的外部气体导入单元包括外部气体导入量调节机构，因此容易实施干燥室中的挥发性物质的浓度的调节。

在本发明涉及的涂装用干燥设备中，优选为，所述加热单元包括燃烧空气量调节机构，以外部气体导入量和燃烧空气量大致相同的方式进行控制。

如本结构那样，加热单元包括燃烧空气量调节机构，通过以外部气体导入量和燃烧空气量大致相同的方式进行控制，容易将被涂物的干燥处理效率和挥发性物质的处理效率维持为恒定。

附图说明

图1是涂装用干燥设备的第一实施方式的概略结构图。

图2是涂装用干燥设备的第二实施方式的概略结构图。

图3是涂装用干燥设备的第三实施方式的概略结构图。

具体实施方式

参照附图对本发明的涂装用干燥设备的实施方式进行说明。

〔第一实施方式〕

(涂装用干燥设备)

如图1所示，涂装用干燥设备1包括使被涂物干燥的干燥室2、用于加热空气的加热单元、将由加热单元加热的空气向干燥室2供给的空气供给单元、从干燥室2回收空气的空气回收单元、以及处理由空气回收单元回收的空气中含有的挥发性物质的处理单元。

在干燥室2中，结束了涂装的汽车的车身、部件等被涂物一边被输送装置(未图示)输送，一边实施基于热风(例如大约140℃)的烘烤干燥。

在干燥室2内设置有用于输送结束涂装的汽车的车身或部件等被涂物的输送装置(未图示)、吹出从燃烧处理炉3供给的热风的吹出集管20、以及吸入并回收燃烧处理炉3内的空气的吸入集管21。

加热单元包括具有燃烧器30、燃烧室31以及热交换器32的间接加热式燃烧处理炉3、调节向燃烧器30供给的燃料量的燃料量调节机构、以及调节向燃烧器30供给的空气量的燃烧空气量调节机构。

空气供给单元包括空气供给管道4和空气供给风扇B1。在空气供给管道4的中途夹装有空气供给风扇B1。燃烧处理炉3经由空气供给管道4与干燥室2的吹出集管20连接。

空气回收单元包括空气回收管道5。燃烧处理炉3经由空气回收管道5与干燥室2的吸入集管21连接。

涂装用干燥设备1还包括从由燃烧处理炉3排出的排气中回收热的作为第一热回收单元的第一热交换器H1、从由第一热交换器H1排出的排气中回收热的作为第二热回收单元的第二热交换器H2、以及向干燥室2导入外部气体的外部气体导入单元。

第一热交换器H1经由第一排气管道7a与燃烧处理炉3连接。第二热交换器H2经由第二排气管道7b与第一热交换器H1连接。在第二热交换器H2设置有用于将排气向设备外排出的第三排气管道7c。在第三排气管道7c的中途夹装有排气风扇B4。

从燃烧处理炉3排出的排气通过使排气风扇B4工作而依次通过第一排气管道7a、第一热交换器H1、第二排气管道7b、第二热交换器H2以及第三排气管道7c向装置外部排出。

第一燃烧空气供给管道6a在比燃烧处理炉3靠上游侧的位置从空气回收管道5分支，并与第一热交换器H1连接。

第一热交换器H1经由第二燃烧空气供给管道6b与燃烧室31连接。

外部气体导入单元包括用于导入外部气体的第一外部气体导入部9a和调节导入的外部气体量的外部气体导入量调节机构。

第一外部气体导入部9a经由第一外部气体导入管道8a与第二热交换器H2连接。在第一外部气体导入管道8a的中途夹装有外部气体导入风扇B3。

第二外部气体导入部9b经由第三外部气体导入管道8c与燃烧器30连接。在第三外部气体导入管道8c的中途夹装有燃烧器鼓风机B2。

第二热交换器H2经由第二外部气体导入管道8b与空气供给管道4连接。

通过使空气供给风扇B1工作，干燥室2内的空气从吸入集管21吸入而向空气回收管道5移流之后，其一部分向燃烧处理炉3移流而被加热处理。加热处理后的空气向空气供给管道4移流，经由吹出集管20向干燥室2内供给。即，在干燥室2与燃烧处理炉3之间形成有热风循环路径。

另外，通过使排气风扇B4工作，向空气回收管道5移流的空气的剩余部分经由第一燃烧空气供给管道6a向第一热交换器H1移流而被余热。余热后的空气经由第二燃烧空气供给管道6b向燃烧室31移流。

通过使燃烧器鼓风机B2工作，外部气体经由第二外部气体导入部9b和第三外部气体导入管道8c向燃烧器30供给。

通过使外部气体导入风扇B3工作，外部气体经由第一外部气体导入部9a和第一外部气体导入管道8a向第二热交换器H2移流而被预热。预热后的外部气体经由第二外部气体导入管道8b向空气供给管道4移流，在与由燃烧处理炉3加热处理后的空气合流后，经由吹出集管20向干燥室2内供给。

在本实施方式中，加热单元构成为兼作处理单元。即，干燥室2中的含有挥发性物质的空气的一部分经由第一燃烧空气供给管道6a和第二燃烧空气供给管道6b向燃烧室31移流，在燃烧室31内保持为挥发性物质能够分解的高温状态，由此挥发性物质被氧化分解。

另外，在本实施方式中，经由第一燃烧空气供给管道6a移流的燃烧空气(干燥室2中的含有挥发性物质的空气的一部分)在第一热交换器H1中被预热而进行一次热回收。并且，经由第一外部气体导入部9a导入的外部气体在第二热交换器H2中被预热而进行二次热回收。

通过进行该一次热回收和二次热回收，能够使从燃烧处理炉3排出的排气的温度成为与干燥室2内的温度相同的程度，能够进一步降低涂装用干燥设备1中的热损失。

根据本实施方式，由于向燃烧器30导入外部气体，因此不会产生由燃烧空气中的挥发性物质引起的燃烧器30的燃烧器喷嘴的堵塞，具有冗余性。

(涂装用干燥设备的控制方法)

在本实施方式的涂装用干燥设备1中设置有检测干燥室2内的温度的干燥室温度传感器(未图示)、在燃烧处理炉3内检测燃烧器30的燃烧排气温度的燃烧炉内温度传感器T、测量第一燃烧空气供给管道6a中的空气的流量的流量计F1、测量第一外部气体导入管道8a中的空气的流量的流量计F2、用于向燃烧器30供给燃料的燃料供给阀；以及控制器。此外，根据需要，也可以设置检测干燥室2内的挥发性物质(VOC)的浓度的VOC浓度传感器。

控制器基于上述的干燥室温度传感器、燃烧炉内温度传感器T、流量计F1、流量计F2等的检测值，控制燃料供给阀的开度、燃烧器鼓风机B2、外部气体导入风扇B3以及排气风扇B4各自的输出。

此外，调节向燃烧器30供给的燃料量的燃料量调节机构构成为包括控制器和燃料供给阀。调节向燃烧器30供给的空气量的燃烧空气量调节机构构成为包括控制器和燃烧器鼓风机B2。调节导入的外部气体量的外部气体导入量调节机构构成为包括控制器和外部气体导入风扇B3。

通过控制器控制燃料供给阀并调节向燃烧器30供给的燃料量，能够将干燥室2内的温度保持为设定温度(例如140℃左右)。此外，即使在将供给的燃料量设为最大的情况下，也优选确保空气比为1.0以上。另外，燃料量为最小的情况是指使燃料供给阀为最低开度，例如燃料量为额定量的约1/10，热损失量超过发热量的状态。

另外，控制器控制燃烧器鼓风机B2，与燃料量成比例地供给空气，以达到设定的空气比。

通过控制器控制燃烧器鼓风机B2，能够将燃烧处理炉3内的温度保持在设定温度(例如800℃-1000℃)。当燃烧处理炉3内的温度超过设定上限值时，使燃烧器鼓风机B2的风量增加而将燃烧处理炉3内的温度调节为上限温度以下，另一方面，当低于设定下限值时，使燃烧器鼓风机B2的风量减少而将燃烧处理炉3内的温度调节为下限温度以上。

通过控制器控制外部气体导入风扇B3来调节外部气体导入量，能够将干燥室2内的VOC浓度保持在一定范围内。此外，关于VOC浓度(在本说明书中也称为VOC负载)，除了基于VOC浓度传感器的检测值进行判断的情况以外，也可以构成为根据存在于干燥室2内的被涂物数量或燃烧器30的控制输出等进行判断。

控制器构成为，基于干燥室2内的VOC负载来控制排气风扇B4等的输出，由此能够调节排气量。

另外，优选的是，控制器控制燃烧器鼓风机B2和外部气体导入风扇B3，将燃烧空气量和外部气体导入量调节为大致同量。

外部气体导入量由控制器和外部气体导入风扇B3调整，以使第一外部气体导入管道8a的流量与第一燃烧空气供给管道6a的燃烧空气量大致相同。例如，在本实施方式中，通过设置于第一燃烧空气供给管道6a的流量计F1和设置于第一外部气体导入管道8a的流量计F2，将从通过空气的温度换算出的质量流量调整为大致相同的量。此外，将流量计F1设置于第一燃烧空气供给管道6a是因为，在第三排气管道7c的风量上加上来自燃烧器鼓风机B2的空气量，第二燃烧空气供给管道6b的燃烧空气在第一热交换器H1中升温，测定精度降低。

〔第二实施方式〕

接着，参照附图对本发明涉及的涂装用干燥设备1的第二实施方式进行说明，但对与上述的第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明，以不同的结构为主进行说明。

如图2所示，本实施方式的涂装用干燥设备1中的第一热交换器H1经由第二燃烧空气供给管道6b与燃烧室31连接，进而经由第三燃烧空气供给管道6c与燃烧器30连接。

第三燃烧空气供给管道6c从第二燃烧空气供给管道6b分支，在第三燃烧空气供给管道6c的中途夹装有燃烧器鼓风机B2。

通过使空气供给风扇B1工作，干燥室2内的空气从吸入集管21被吸入而向空气回收管道5移流之后，其一部分向燃烧处理炉3移流而被加热处理。加热处理后的空气向空气供给管道4移流，经由吹出集管20向干燥室2内供给。即，在干燥室2与燃烧处理炉3之间形成有热风循环路径。

通过使排气风扇B4工作，向空气回收管道5移流的空气的剩余部分经由第一燃烧空气供给管道6a向第一热交换器H1移流而被余热。余热后的空气经由第二燃烧空气供给管道6b向燃烧室31移流。

另外，由第一热交换器H1余热后的空气的一部分通过使燃烧器鼓风机B2工作而经由第三燃烧空气供给管道6c向燃烧器30供给。

在本实施方式中，加热单元也构成为兼作处理单元。即，干燥室2中的含有挥发性物质的空气的一部分经由第一燃烧空气供给管道6a和第二燃烧空气供给管道6b向燃烧室31移流，并且经由第一燃烧空气供给管道6a、第二燃烧空气供给管道6b和第三燃烧空气供给管道6c向燃烧器30供给，在燃烧室31内保持为挥发性物质能够分解的高温状态，由此挥发性物质被氧化分解。

根据本实施方式，由于不使用外部气体作为向燃烧器30供给的空气，因此节能效果高，且引入与燃料量相应的燃烧空气，因此能够产生稳定的火焰。

另外，本实施方式中的外部气体导入量由控制器和外部气体导入风扇B3调整，以使第一外部气体导入管道8a的流量与第一燃烧空气供给管道6a的燃烧空气量或第三排气管道7c的排气量大致同量。

〔第三实施方式〕

接着，参照附图对本发明涉及的涂装用干燥设备1的第三实施方式进行说明，但对与上述的第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明，以不同的结构为主进行说明。

如图3所示，本实施方式的涂装用干燥设备1中的第一热交换器H1经由第二燃烧空气供给管道6b与燃烧器30连接。在第二燃烧空气供给管道6b的中途夹装有燃烧器鼓风机B2。

通过使空气供给风扇B1工作，干燥室2内的空气从吸入集管21被吸入而向空气回收管道5移流之后，其一部分向燃烧处理炉3移流而被加热处理。加热处理后的空气向空气供给管道4移流，经由吹出集管20向干燥室2内供给。即，在干燥室2与燃烧处理炉3之间形成有热风循环路径。

通过使燃烧器鼓风机B2工作，向空气回收管道5移流的空气的剩余部分经由第一燃烧空气供给管道6a向第一热交换器H1移流而被余热。余热后的空气经由第二燃烧空气供给管道6b向燃烧器30供给。在此，也存在燃烧器鼓风机B2的排出侧空气不全部通过燃烧器30，一部分绕过燃烧器30而向燃烧室31供给的情况。

在本实施方式中，加热单元也构成为兼作处理单元。即，干燥室2中的含有挥发性物质的空气的一部分经由第一燃烧空气供给管道6a和第二燃烧空气供给管道6b向燃烧器30移流，在燃烧室31内保持为挥发性物质能够分解的高温状态，由此挥发性物质被氧化分解。

根据本实施方式，由于不使用外部气体作为向燃烧器30供给的空气，因此节能效果高，且利用燃烧器鼓风机B2输送全部燃烧空气，因此不需要排气风扇，也能够简化将燃烧空气向燃烧室31导入的路径。

控制器构成为，基于干燥室2内的VOC负载进行调整燃烧空气量的控制，将燃烧室31的温度维持在设定范围内。

另外，本实施方式中的外部气体导入量由控制器和外部气体导入风扇B3调整，以使第一外部气体导入管道8a的流量与第一燃烧空气供给管道6a的燃烧空气量或第三排气管道7c的排气量大致同量。

〔其他实施方式〕

1.在上述的实施方式中，也可以根据需要在空气回收管道5的中途、空气供给管道4的中途夹装过滤装置。

2.关于上述的实施方式中的结构、控制方法，也可以根据需要适当组合使用。

此外，如上所述那样参照附图对本发明进行了说明，但本发明并不限定于该附图的结构，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种方式实施。

产业上的可利用性

本发明涉及的涂装用干燥设备能够特别适用于例如汽车、铁路车辆、飞机、船舶等中的对整个车身或构成车身的各种部件进行涂装的干燥的技术领域。

附图标记：

1 涂装用干燥设备

2 干燥室

20 吹出集管

21吸入集管

3 燃烧处理炉

30 燃烧器

31 燃烧室

32 热交换器

4 空气供给管道

5 空气回收管道

50 过滤装置

6a第一燃烧空气供给管道

6b第二燃烧空气供给管道

6c第三燃烧空气供给管道

7a第一排气管道

7b第二排气管道

7c第三排气管道

8a第一外部气体导入管道

8b第二外部气体导入管道

8c第三外部气体导入管道

9a第一外部气体导入部

9b第二外部气体导入部

H1 第一热交换器

H2 第二热交换器

B1 空气供给风扇

B2 燃烧器鼓风机

B3 外部气体导入风扇

B4 排气风扇

T 燃烧炉内温度传感器

F1、F2流量计