特許 6907975 塗装乾燥炉用ヤニ除去装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6907975

(24)【登録日】2021年7月5日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】塗装乾燥炉用ヤニ除去装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 14/45 20180101AFI20210708BHJP

   F26B 21/00 20060101ALI20210708BHJP

   B05C 9/12 20060101ALI20210708BHJP

   B04C 5/20 20060101ALI20210708BHJP

   B04C 9/00 20060101ALI20210708BHJP

   B01D 45/12 20060101ALI20210708BHJP

   B05B 16/00 20180101ALI20210708BHJP

   B05C 5/04 20060101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   B05B14/45

   F26B21/00 K

   B05C9/12

   B04C5/20

   B04C9/00

   B01D45/12

   B05B16/00

   B05C5/04

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-45758(P2018-45758)

(22)【出願日】2018年3月13日

(65)【公開番号】特開2019-155281(P2019-155281A)

(43)【公開日】2019年9月19日

【審査請求日】2020年5月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大山 隆宏

(72)【発明者】

【氏名】迫田 耕二

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 香織

【審査官】 河内 浩志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１３４３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０２３５０４０６（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１０１５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｃ ７／００−２１／００

Ｂ０５Ｃ ５／００− ５／０４

Ｂ０５Ｂ１２／１６−１２／３６

１４／００−１６／８０

Ｂ０１Ｄ４５／００−４５／１８

Ｂ０４Ｃ １／００−１１／００

Ｆ２６Ｂ １／００−２５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

塗装乾燥炉に取付けられる塗装乾燥炉用ヤニ除去装置であって、
上記塗装乾燥炉の炉内空間に連通する吸気部と、上記吸気部を通じて上記炉内空間からヤニを含む高温空気を吸気して旋回させる旋回処理空間と、上記旋回処理空間から分離空気を排気する排気部と、を有する筒状のサイクロン容器と、
上記サイクロン容器を冷媒との間の熱移動を利用して冷却する冷却装置と、
を備え、
上記冷却装置は、上記サイクロン容器の外周に筒壁を隔てて設けられた冷媒滞留空間を有する冷却容器と、上記冷却容器の流入口と流出口を接続する冷媒循環流路と、上記冷媒循環流路を上記流出口から上記流入口へと流れる上記冷媒を冷却する熱交換器と、を備え、
上記熱交換器は、上記冷媒循環流路を流れる上記冷媒を上記サイクロン容器の上記排気部を通じて排気された上記分離空気との間の熱交換によって冷却するように構成されている、塗装乾燥炉用ヤニ除去装置。

【請求項2】

上記サイクロン容器は、上記排気部が排気連通管によって上記塗装乾燥炉の上記炉内空間に連通しており、上記冷却装置は、上記冷媒循環流路を上記冷却容器の上記流出口から上記熱交換器へと流れる上記冷媒を加熱するとともに、上記冷媒循環流路を上記熱交換器から上記冷却容器の上記流入口へと流れる上記冷媒を冷却するヒートポンプを備える、請求項１に記載の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置。

【請求項3】

上記サイクロン容器は、上記吸気部が吸気連通管によって上記塗装乾燥炉の上記炉内空間に連通しており、上記吸気連通管の入口部及び上記排気連通管の出口部はいずれも、上記塗装乾燥炉の上記炉内空間のうち入口側エアシール部と出口側エアシール部のうちの少なくとも一方に配置されるように構成されている、請求項２に記載の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置。

【請求項4】

上記サイクロン容器は、上記吸気部が設けられた大径筒部と、上記大径筒部よりも筒径が下回る小径筒部と、上記大径筒部から上記小径筒部に向けて内径が漸減するテーパー形状の円錐筒部と、を有し、上記小径筒部に設けられたヤニ排出口にヤニ受け容器が接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置。

【請求項5】

上記サイクロン容器は、筒軸が垂直方向に沿って延在し且つ上記小径筒部が最低所に配置されるように構成されている、請求項４に記載の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗装乾燥炉に取付けられるヤニ除去装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車ボディや自動車関連部品などのワークに塗膜を形成する工程では、塗装後のワークが塗装乾燥炉で搬送されながら乾燥処理される。この塗装乾燥炉の炉内空間では、加熱された塗料から煙状のガスが発生する。このガスは、高温状態で気化した塗料ヤニ成分（以下、単に「ヤニ」という。）を主体とするものであり、低温状態になると凝縮して液化或いは固化する特性を有する。

【0003】

塗装乾燥炉の炉内空間の高温空気が入口部や出口部の低温領域で冷やされるとヤニが凝縮し易く、凝縮したヤニがワークに向けて落下して付着すると品質低下が発生する要因になり得る。また、気化したヤニは、塗装乾燥炉の外部に排気されると、塗装乾燥炉の周辺設備や天井などで冷やされて付着する。このため、塗装乾燥炉やその周辺に付着したヤニを除去する清掃作業を定期的に行う必要があるという問題があった。

【0004】

そこで、下記の特許文献１には、このような問題を対処するための塗装廃ガス排気ダクト（以下、単に「排気ダクト」という。）が提案されている。この排気ダクトは、塗装乾燥炉の炉内空間の高温空気がフード構造部のダクト曲部を流れるように構成されている。この排気ダクトによれば、外気と接触しているダクト曲部の内面に高温空気に含まれているヤニを凝縮させ、漏斗部に集めてカートリッジ容器に回収されるようになっている。また、ダクト曲部の外面にヒートシンクや放熱フィンを設けることによって、ダクト曲部の温度上昇を抑えようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−２５５８６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、上記の排気ダクトの場合、高温空気をダクト曲部に流すのみでは十分な冷却効果を得るのが難しく、ダクト曲部の外面にヒートシンクや放熱フィンを追加しても高温空気からヤニを効率良く回収するのに改善の余地がある。

【0007】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、塗装乾燥炉の高温空気に含まれるヤニを効率良く回収することができる塗装乾燥炉用ヤニ除去装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、
塗装乾燥炉に取付けられる塗装乾燥炉用ヤニ除去装置であって、
上記塗装乾燥炉の炉内空間に連通する吸気部と、上記吸気部を通じて上記炉内空間からヤニを含む高温空気を吸気して旋回させる旋回処理空間と、上記旋回処理空間から分離空気を排気する排気部と、を有する筒状のサイクロン容器と、
上記サイクロン容器を冷媒との間の熱移動を利用して冷却する冷却装置と、
を備え、
上記冷却装置は、上記サイクロン容器の外周に筒壁を隔てて設けられた冷媒滞留空間を有する冷却容器と、上記冷却容器の流入口と流出口を接続する冷媒循環流路と、上記冷媒循環流路を上記流出口から上記流入口へと流れる上記冷媒を冷却する熱交換器と、を備え、
上記熱交換器は、上記冷媒循環流路を流れる上記冷媒を上記サイクロン容器の上記排気部を通じて排気された上記分離空気との間の熱交換によって冷却するように構成されている、塗装乾燥炉用ヤニ除去装置、
にある。

【発明の効果】

【0009】

上記の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置において、塗装乾燥炉の炉内空間の高温空気はサイクロン容器の吸気部から吸気され、旋回処理空間において旋回する。一方で、サイクロン容器が冷却装置の冷媒によって冷やされる。このとき、旋回処理空間の高温空気は、冷却装置の冷媒によって冷やされたサイクロン容器の内壁面に接触しながら周方向に旋回する。このため、高温空気とサイクロン容器の内壁面との接触時間を増やすことができ、高温空気から冷媒側への熱移動が促進される。この場合、高温空気の冷却効果を高めることができる。

【0010】

しかも、高温空気の冷却によってヤニが凝縮し、凝縮したこのヤニは、旋回流にしたがって周方向に旋回するときに遠心力を受けて遠心分離され、サイクロン容器の内壁面に押し付けられ付着する。このため、サイクロン容器による遠心分離効果を利用して、凝縮したヤニを効率良く回収することができる。この場合、ヤニが原因で生じるワークの品質低下の発生を防ぐことが可能になり、またヤニを除去する清掃作業を減らして維持管理コストを低く抑えることが可能になる。一方で、ヤニが遠心分離されたあとの分離空気は、排気部を通じてサイクロン容器の外部へと排気される。

【0011】

以上のごとく、上記の態様によれば、塗装乾燥炉の高温空気に含まれるヤニを効率良く回収することができる塗装乾燥炉用ヤニ除去装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１にかかる塗装乾燥設備の模式図。

【図2】図１中の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置の側面図。

【図3】図２のIII-III線矢視断面図。

【図4】図２中のサイクロン容器で高温空間が処理される様子を示す斜視図。

【図5】図４のV-V線矢視断面図。

【図6】図１の塗装乾燥設備の変更例にかかる模式図。

【図7】参考形態１の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置の側面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

上述の態様の好ましい実施形態について以下に説明する。

【0014】

上記の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置において、上記冷却装置は、上記サイクロン容器の外周に筒壁を隔てて設けられた冷媒滞留空間を有する冷却容器と、上記冷却容器の流入口と流出口を接続する冷媒循環流路と、上記冷媒循環流路を上記流出口から上記流入口へと流れる上記冷媒を冷却する熱交換器と、を備えるのが好ましい。

【0015】

このヤニ除去装置によれば、冷却容器の冷媒滞留空間において高温空気との間での熱移動によって加熱された冷媒は、冷却容器の流出口から流出して冷媒循環流路を流れた後に流入口から冷却容器に戻る。このとき、冷媒循環流路を流れる冷媒が熱交換器によって冷却されるため、高温空気の冷却効果を高い状態に維持できる。

【0016】

上記の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置において、上記熱交換器は、上記冷媒循環流路を流れる上記冷媒を上記サイクロン容器の上記排気部を通じて排気された上記分離空気との間の熱交換によって冷却するように構成されているのが好ましい。

【0017】

このヤニ除去装置によれば、冷却装置の冷媒循環流路を流れる冷媒を熱交換器において冷却するときの低温側媒体として、サイクロン容器から排気される分離空気を利用することができる。

【0018】

上記の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置において、上記サイクロン容器は、上記排気部が排気連通管によって上記塗装乾燥炉の上記炉内空間に連通しており、上記冷却装置は、上記冷媒循環流路を上記冷却容器の上記流出口から上記熱交換器へと流れる上記冷媒を加熱するとともに、上記冷媒循環流路を上記熱交換器から上記冷却容器の上記流入口へと流れる上記冷媒を冷却するヒートポンプを備えるのが好ましい。

【0019】

このヤニ除去装置によれば、サイクロン容器から排気された後に熱交換器で加熱された分離空気は、排気連通管によって塗装乾燥炉の炉内空間に供給される。このため、分離空気が低温状態で塗装乾燥炉の炉内空間に供給されるのを防ぐことができる。しかも、分離空気を塗装乾燥炉の炉内空間に供給することによって、分離空気を塗装乾燥炉の外部に放出するような場合に生じる熱エネルギーの損失を防ぐことができる。

【0020】

上記の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置は、上記サイクロン容器は、上記吸気部が吸気連通管によって上記塗装乾燥炉の上記炉内空間に連通しており、上記吸気連通管の入口部及び上記排気連通管の出口部はいずれも、上記塗装乾燥炉の上記炉内空間のうち入口側エアシール部と出口側エアシール部のうちの少なくとも一方に配置されるように構成されているのが好ましい。

【0021】

このヤニ除去装置によれば、塗装乾燥炉のエアシール部から吸気連通管を通じて高温空気がサイクロン容器に吸気され、且つサイクロン容器から排気連通管を通じて分離空気が塗装乾燥炉のエアシール部に戻される。この場合、エアシール部における分離空気の流れによって気密性を確保でき、塗装乾燥炉の炉内空間で発生したヤニが炉外へ拡散するのを防ぐことができる。しかも、分離空気を利用することでエアシール部のために専用の送風機などの機器を設ける必要ないため、ヤニ除去装置に要する装置コストを低く抑えることができる。

【0022】

上記の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置において、上記サイクロン容器は、上記吸気部が設けられた大径筒部と、上記大径筒部よりも筒径が下回る小径筒部と、上記大径筒部から上記小径筒部に向けて内径が漸減するテーパー形状の円錐筒部と、を有し、上記小径筒部に設けられたヤニ排出口にヤニ受け容器が接続されているのが好ましい。

【0023】

このヤニ除去装置において、サイクロン容器の吸気部から吸気された高温空気は、円錐筒部を大径筒部側から小径筒部側に向けて旋回径を徐々に小さくしながら旋回する。このときに冷却により凝縮したヤニは、旋回流にしたがって周方向に旋回するときに遠心力を受けて遠心分離されるが、この遠心力は旋回径が小さいほど強まる。このため、遠心分離効果が最も高くなる小径筒部のヤニ排出口を通じてサイクロン容器からヤニ受け容器にヤニを回収することができる。

【0024】

上記の塗装乾燥炉用ヤニ除去装置において、上記サイクロン容器は、筒軸が垂直方向に沿って延在し且つ上記小径筒部が最低所に配置されるように構成されているのが好ましい。

【0025】

このヤニ除去装置によれば、サイクロン容器を筒軸が垂直方向に沿って延在するように配置することによって、ヤニに作用する重力を利用してヤニ受け容器にヤニを回収することができる。このため、サイクロン容器の内壁面にヤニが残留するのを防ぐことができる。この場合、サイクロン容器の内壁面を高温空気のための冷却面として継続的に使用することができる。

【0026】

以下、塗装乾燥炉に取付けられるヤニ除去装置の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

【0027】

この実施形態を説明するための図面において、特にことわらない限り、塗装乾燥炉におけるワークの搬送方向を矢印Ｄで示すものとする。また、水平方向を矢印Ｘで示し、垂直方向を矢印Ｙで示し、周方向を矢印Ｚで示すものとする。

【0028】

（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１にかかる塗装乾燥設備１は、塗装後の自動車ボディであるワークＷを乾燥する塗装乾燥炉（以下、単に「乾燥炉」という。）２と、乾燥炉２に取付けられる塗装乾燥炉用ヤニ除去装置としての２つのヤニ除去装置１０と、を備えている。

【0029】

複数のワークＷは、塗装処理後に乾燥炉２に向けて搬送台車７で搬送方向Ｄに順次搬送され、乾燥炉２の炉内空間３に導入される。炉内空間３は、主乾燥領域３ａと、この主乾燥領域３ａよりも上流側に設けられた入口側エアシール部３ｂと、主乾燥領域３ａよりも下流側に設けられた出口側エアシール部３ｃと、を有する。

【0030】

主乾燥領域３ａには、熱風発生装置４が設けられている。このため、熱風発生装置４による空気の循環加熱によって、主乾燥領域３ａにおいてワークＷの実質的な乾燥処理が行われる。

【0031】

２つのヤニ除去装置１０のうちの一方の第１ヤニ除去装置１０Ａは、吸気連通管５及び排気連通管６を有し、これら吸気連通管５及び排気連通管６を介して乾燥炉２の炉内空間３に接続されている。この第１ヤニ除去装置１０Ａについて、吸気連通管５の入口部５ａ及び排気連通管６の出口部６ａはいずれも炉内空間３のうち入口側エアシール部３ｂに配置されている。このため、入口側エアシール部３ｂから吸気連通管５を通じて第１ヤニ除去装置１０Ａに高温空気が導入されて処理され、処理後の空気が排気連通管６を通じて入口側エアシール部３ｂに戻されるようになっている。

【0032】

２つのヤニ除去装置１０のうちの他方の第２ヤニ除去装置１０Ｂは、第１ヤニ除去装置１０Ａの場合と同様の吸気連通管５及び排気連通管６を有し、これら吸気連通管５及び排気連通管６を介して乾燥炉２の炉内空間３に接続されている。この第２ヤニ除去装置１０Ｂについて、吸気連通管５の入口部５ａ及び排気連通管の出口部６ａはいずれも炉内空間３のうち出口側エアシール部３ｃに配置されている。このため、出口側エアシール部３ｃから吸気連通管５を通じて第２ヤニ除去装置１０Ｂに高温空気が導入されて処理され、処理後の空気が排気連通管６を通じて出口側エアシール部３ｃに戻されるようになっている。

【0033】

ここで、図２及び図３を参照しながら、第１ヤニ除去装置１０Ａの具体的な構造について説明する。なお、２つのヤニ除去装置１０の構造は同一であるため、以下では、一方の第１ヤニ除去装置１０Ａをヤニ除去装置１０として説明し、他方の第２ヤニ除去装置１０Ｂの構造についての説明を省略する。

【0034】

図２に示されるように、ヤニ除去装置１０は、サイクロン容器２０と、冷却装置３０と、を備えている。

【0035】

サイクロン容器２０は、自らの回転を伴わない固定式の円筒状容器であり、主に金属材料からなる。このサイクロン容器２０は、吸気部２１と、旋回処理空間２３と、ヤニ排出口２４と、排気部２５と、を有する。

【0036】

吸気部２１は、吸気連通管５を介して塗装乾燥炉２の炉内空間３に連通する開口部分である。旋回処理空間２３は、吸気部２１を通じて炉内空間３からヤニＮを含む高温空気Ａを吸気して旋回させるための空間である。ヤニ排出口２４は、旋回処理空間２３からヤニＮを排出するための開口であり、常時に開放された状態にある。排気部２５は、旋回処理空間２３から分離空気Ｂを排気する開口部分であり、排気連通管６を介して塗装乾燥炉２の炉内空間３に連通している。この排気部２５は、筒軸Ｌ上を垂直方向Ｙに延在している（図３参照）。

【0037】

ここで、ヤニＮは、加熱された塗料から発生する塗料ヤニ成分であり、典型的には、塗料に含まれる硬化剤（イソシアネート）やブロック剤（アルコール類、オキシム類）が酸化・重合した化合物によって構成されている。このヤニＮは、高温状態で気化してヒューム状物質となる一方で、低温状態になると凝縮して液化或いは固化する特性を有する。

【0038】

排気連通管６には、排気ファン２６が接続されている。この排気ファン２６は、運転時の吸引作用によって、サイクロン容器２０の旋回処理空間２３に吸気部２１から排気部２５に向かう気流を発生させる送風装置として構成されている。

【0039】

なお、これに代えて、サイクロン容器２０の吸気部２１に送風装置を接続して、或いは吸気部２１及び排気部２５の両方に送風装置を接続して、この送風装置を用いてサイクロン容器２０の旋回処理空間２３に気流を発生させるようにすることもできる。

【0040】

サイクロン容器２０の旋回処理空間２３を区画する本体部２２は、吸気部２１が設けられた大径筒部２２ａと、大径筒部２２ａよりも筒径が下回る小径筒部２２ｃと、大径筒部２２ａから小径筒部２２ｃに向けて内径が漸減するテーパー形状の円錐筒部２２ｂと、を有する。

【0041】

サイクロン容器２０の筒壁２０ａの内壁面２０ｂは、高温空気Ａを冷却するための冷却面として構成されている。このため、サイクロン容器２０の内壁面２０ｂは、熱伝導性の高い金属材料によって構成されるのが好ましい。また、必要に応じてこの内壁面２０ｂに熱伝導性の高いコーティング層を設けるようにしてもよい。

【0042】

また、サイクロン容器２０は、筒軸Ｌが垂直方向Ｙに沿って延在し且つ小径筒部２２ｃが最低所に配置されるように構成されている。そして、小径筒部２２ｃに設けられたヤニ排出口２４にヤニ受け容器４０が接続されている。このため、旋回処理空間２３のヤニＮは、小径筒部２２ｃのヤニ排出口２４を通じてヤニ受け容器４０に回収されるようになっている。

【0043】

冷却装置３０は、サイクロン容器２０を冷媒としての冷却水Ｃとの間の熱移動を利用して冷却する機能を有する。この冷却装置３０は、冷却容器３１と、冷媒循環流路３５と、熱交換器３６と、ヒートポンプ３７と、を備えている。

【0044】

なお、冷却水Ｃを、必要に応じてフッ化炭素系冷媒、フロン系冷媒、アルコール系冷媒、ケトン系冷媒等の冷媒に変更することもできる。

【0045】

冷却容器３１は、サイクロン容器２０の外周に筒壁２０ａを隔てて設けられた冷媒滞留空間３２を有する。このため、冷却容器３１は水平方向Ｘについての断面形状が円環状であり、筒軸Ｌを中心として筒壁２０ａと同心円状の筒壁３１ａを有する（図３参照）。

【0046】

冷媒循環流路３５は、冷却容器３１の流入口３３と流出口３４を接続する流路である。この冷媒循環流路３５は、冷却容器３１の流出口３４からヒートポンプ３７まで延在する第１接続管３５ａと、ヒートポンプ３７から熱交換器３６を経由してヒートポンプ３７に戻る第２接続管３５ｂと、ヒートポンプ３７から冷却容器３１の流入口３３まで延在する第３接続管３５ｃと、によって構成されている。

【0047】

熱交換器３６は、冷媒循環流路３５を冷却容器３１の流出口３４から流入口３３へと流れる冷却水Ｃを冷却する機能を有する。この熱交換器３６は、冷媒循環流路３５を流れる冷却水Ｃをサイクロン容器２０の排気部２５を通じて排気された分離空気Ｂとの間の熱交換によって冷却するように構成されている。この熱交換器３６において、冷却水Ｃが高温側媒体となり、分離空気Ｂが低温側媒体となる。

【0048】

ヒートポンプ３７は、冷媒循環流路３５を冷却容器３１の流出口３４から熱交換器３６へと流れる冷却水Ｃを加熱するとともに、冷媒循環流路３５を熱交換器３６から冷却容器３１の流入口３３へと流れる冷却水Ｃを冷却する機能を有する。

【0049】

この機能を達成するために、ヒートポンプ３７は、冷媒Ｃａの流路３７ａと、この流路３７ａ上にいずれも設けられた圧縮機３７ｂ、膨張弁３７ｃ、蒸発器３７ｄ及び凝縮器３７ｅと、を備えている。流路３７ａを循環する冷媒Ｃａの温度と圧力は、圧縮機３７ｂ及び膨張弁３７ｃによって調整される。冷媒Ｃａとして、典型的にはフッ化炭素系冷媒、フロン系冷媒、アルコール系冷媒、ケトン系冷媒等が用いられる。

【0050】

このヒートポンプ３７の流路３７ａにおいて、圧縮機３７ｂで圧縮された冷媒Ｃａは高温になって凝縮器３７ｅを流れるため、冷却水Ｃは冷媒循環流路３５を第１接続管３５ａから第２接続管３５ｂへと流れるときにこの凝縮器３７ｅを介して加熱される。

【0051】

また、このヒートポンプ３７の流路３７ａにおいて、膨張弁３７ｃで急激に圧力が低下した冷媒Ｃａは低温になって蒸発器３７ｄを流れるため、冷却水Ｃは冷媒循環流路３５を第２接続管３５ｂから第３接続管３５ｃへと流れるときにこの蒸発器３７ｄを介して冷却される。

【0052】

なお、ヒートポンプ３７を使用せずに熱交換器３６においてサイクロン容器２０の排気部２５を通じて排気された分離空気Ｂを所望の温度まで加熱することができる場合には、ヒートポンプ３７を省略することもできる。

【0053】

次に、上記のヤニ除去装置１０の動作について説明する。

【0054】

図４に示されるように、排気ファン２６の運転時の吸引作用によって、サイクロン容器２０の旋回処理空間２３に吸気部２１から排気部２５に向かう気流が発生する。これにより、気化した状態のヤニＮを含む高温空気Ａが吸気部２１から吸気され、旋回処理空間２３において周方向Ｚに旋回する。

【0055】

高温空気Ａは、サイクロン容器２０の内壁面２０ｂに沿って旋回流Ｓａを形成し、流速を高めながら円錐筒部２２ｂを大径筒部２２ａ側から小径筒部２２ｃ側へと流れる。このとき、サイクロン容器２０の内壁面２０ｂは、冷却容器３１の冷媒滞留空間３２に滞留した冷却水Ｃによって冷やされた冷却面となっている（図３参照）。このため、高温空気Ａが旋回時に内壁面２０ｂに接触して冷却され、この高温空気Ａに含まれているヤニＮが凝縮して液状化する。そして、この高温空気Ａは、比重差によってヤニＮと分離空気Ｂとに遠心分離される。

【0056】

図４及び図５に示されるように、ヤニＮは、旋回流Ｓａによる遠心力Ｆを受けて内壁面２０ｂに押し付けられる。特に、大径筒部２２ａから小径筒部２２ｃに向かうにつれて旋回径が小さくなるため、ヤニＮに作用する遠心力Ｆが強まる。このため、小径筒部２２ｃに向かうにしたがってヤニＮが内壁面２０ｂに強く押し付けられて付着し易くなる。そして、内壁面２０ｂに付着したり旋回処理空間２３を下降したりしたヤニＮは、重力にしたがって小径筒部２２ｃのヤニ排出口２４から排出されてヤニ受け容器４０に連続的に回収される。

【0057】

サイクロン容器２０の旋回処理空間２３における高温空気Ａの流速は、旋回流Ｓａの中心付近の領域の方がその周りの領域よりも小さい。このため、この領域においては排気ファン２６による吸引力の影響を受け易い。従って、高温空気Ａから遠心分離された後の分離空気Ｂは、ヤニＮに比べて比重が小さいため、旋回流Ｓａの中心付近の領域を排気部２５に向けて直線的に流れる直進流Ｓｂを形成する。この分離空気Ｂは、排気ファン２６によって吸引されて排気部２５から排気された後、排気連通管６を通じて入口側エアシール部３ｂ及び出口側エアシール部３ｃに供給されてエアシールに使用される（図１参照）。

【0058】

上述の実施形態１によれば、以下のような作用効果が得られる。

【0059】

上記のヤニ除去装置１０において、塗装乾燥炉２の炉内空間３の高温空気Ａはサイクロン容器２０の吸気部２１から吸気され、旋回処理空間２３において旋回する。一方で、サイクロン容器２０が冷却装置３０の冷媒によって冷やされる。このとき、旋回処理空間２３の高温空気Ａは、冷却水Ｃによって冷やされたサイクロン容器２０の内壁面２０ｂに接触しながら周方向Ｚに旋回する。このため、高温空気Ａとサイクロン容器２０の内壁面２０ｂとの接触時間を増やすことができ、高温空気Ａから冷却水Ｃ側への熱移動が促進される。この場合、高温空気Ａの冷却効果を高めることができる。

【0060】

しかも、高温空気Ａの冷却によってヤニＮが凝縮し、凝縮したこのヤニＮは、旋回流Ｓａにしたがって周方向Ｚに旋回するときに遠心力Ｆを受けて遠心分離され、サイクロン容器２０の内壁面２０ｂに押し付けられて付着する。このため、サイクロン容器２０による遠心分離効果を利用して、凝縮したヤニＮを効率良く回収することができる。この場合、ヤニＮが原因で生じるワークＷの品質低下の発生を防ぐことが可能になり、またヤニＮを除去する清掃作業を減らして維持管理コストを低く抑えることが可能になる。一方で、ヤニＮが遠心分離されたあとの分離空気Ｂは、排気部２５を通じてサイクロン容器２０の外部へと排気される。

【0061】

また、上記のヤニ除去装置１０によれば、冷却容器３１の冷媒滞留空間３２において高温空気Ａとの間での熱移動によって加熱された冷却水Ｃは、冷却容器３１の流出口３４から流出して冷媒循環流路３５を流れた後に流入口３３から冷却容器３１に戻る。このとき、冷媒循環流路３５を流れる冷却水Ｃが熱交換器３６によって冷却されるため、高温空気Ａの冷却効果を高い状態に維持できる。

【0062】

また、上記のヤニ除去装置１０によれば、冷却装置３０の冷媒循環流路３５を流れる冷却水Ｃを熱交換器３６において冷却するときの低温側媒体として、サイクロン容器２０から排気される分離空気Ｂを利用することができる。

【0063】

また、上記のヤニ除去装置１０によれば、サイクロン容器２０から排気された後に熱交換器３６で加熱された分離空気Ｂは、排気連通管６によって塗装乾燥炉２の炉内空間３に供給される。このため、分離空気Ｂが低温状態で塗装乾燥炉２の炉内空間３に供給されるのを防ぐことができる。しかも、分離空気Ｂを塗装乾燥炉２の炉内空間３に供給することによって、この分離空気Ｂを乾燥炉２の外部に放出するような場合に生じる熱エネルギーの損失を防ぐことができる。

【0064】

また、上記のヤニ除去装置１０によれば、乾燥炉２のエアシール部３ｂ，３ｃから吸気連通管５を通じて高温空気Ａがサイクロン容器２０に吸気され、且つサイクロン容器２０から排気連通管６を通じて分離空気Ｂが乾燥炉２のエアシール部３ｂ，３ｃに戻される。この場合、エアシール部３ｂ，３ｃにおける分離空気Ｂの流れによって気密性を確保でき、乾燥炉２の炉内空間３で発生したヤニＮが炉外へ拡散するのを防ぐことができる。しかも、分離空気Ｂを利用することでエアシール部３ｂ，３ｃのために専用の送風機などの機器を設ける必要ないため、ヤニ除去装置１０に要する装置コストを低く抑えることができる。

【0065】

また、上記のヤニ除去装置１０において、サイクロン容器２０の吸気部２１から吸気された高温空気Ａは、円錐筒部２２ｂを大径筒部２２ａ側から小径筒部２２ｃ側に向けて旋回径を徐々に小さくしながら旋回する。このときに冷却により凝縮したヤニＮは、旋回流Ｓａにしたがって周方向Ｚに旋回するときに遠心力Ｆを受けて遠心分離されるが、この遠心力Ｆは旋回径が小さいほど強まる。このため、遠心分離効果が最も高くなる小径筒部２２ｃのヤニ排出口２４を通じてサイクロン容器２０からヤニ受け容器４０にヤニを回収することができる。

【0066】

また、上記のヤニ除去装置１０によれば、サイクロン容器２０を筒軸Ｌが垂直方向Ｙに沿って延在するように配置することによって、ヤニＮに作用する重力を利用してヤニ受け容器４０にヤニＮを回収することができる。このため、サイクロン容器２０の内壁面２０ｂにヤニＮが残留するのを防ぐことができる。この場合、サイクロン容器２０の内壁面２０ｂを高温空気Ａのための冷却面として継続的に使用することができる。

【0067】

なお、上述の塗装乾燥設備１は、エアシール部３ｂ，３ｃに取付けられる２つのヤニ除去装置１０を備えているが、このヤニ除去装置１０の数は２つに限定されるものではなく、またその取付け箇所はエアシール部３ｂ，３ｃに限定されるものではない。

【0068】

例えば、塗装乾燥設備１の変更例として、図６に示される塗装乾燥設備１’を採用することができる。この塗装乾燥設備１’において、ヤニ除去装置１０の数は１つであり、しかもこのヤニ除去装置１０の取付け箇所は乾燥炉２の炉内空間３のうちの主乾燥領域３ａである。即ち、吸気連通管５の入口部５ａ及び排気連通管６の出口部６ａはいずれも主乾燥領域３ａに配置されている。一方で、乾燥炉２の炉内空間３のうちのエアシール部３ｂ，３ｃにはそれぞれ、同一構造のエアシール装置８が取付けられている。

【0069】

この塗装乾燥設備１’の更なる変更例として、ヤニ除去装置１０を２つのエアシール部３ｂ，３ｃをいずれか一方に取付ける構造を採用することもできる。また、乾燥炉２の炉内空間３のうち、主乾燥領域３ａとエアシール部３ｂ，３ｃの三箇所全てにヤニ除去装置１０が取付けられた構造を採用することもできる。本構造によれば、３つのヤニ除去装置１０を同時に使用することによって、ヤニＮの回収性能を強化することができる。

【0070】

また、上述の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。

【0071】

（参考形態１）
図７に示されるように、参考形態１のヤニ除去装置１１０は、サイクロン容器１２０及び冷却装置１３０を備えている。

【0072】

サイクロン容器１２０は、分離空気Ｂを排気するための排気部１２５を有する。この排気部１２５は、長尺配管からなり、その垂直方向Ｙの寸法が実施形態１の場合の排気部２５の垂直方向Ｙの寸法を大幅に上回るように構成されている。本構成によれば、排気部１２５を長くすることで分離空気Ｂが冷却水Ｃとの間で熱交換可能な領域が増えている。

【0073】

冷却装置１３０は、サイクロン容器１２０を冷媒としての冷却水Ｃとの間の熱移動を利用して冷却するものであり、サイクロン容器１２０の外周に冷媒貯留空間１３２を有する冷却容器１３１を備えている。この冷却容器１３１において、冷媒貯留空間１３２は閉じた空間でありこの冷媒貯留空間１３２に冷却水Ｃが貯留されている。また、排気部１２５の概ね全体が冷媒貯留空間１３２に配置されている。このように、冷却装置１３０は、冷却容器１３１のみを有し、実施形態１の冷却装置３０のような別要素（冷媒循環流路３５、熱交換器３６、ヒートポンプ３７）を備えていない。
なお、実施形態１の場合と同様に、冷却水Ｃを、必要に応じてフッ化炭素系冷媒、フロン系冷媒、アルコール系冷媒、ケトン系冷媒等の冷媒に変更することもできる。

【0074】

その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0075】

冷却容器１３１の冷媒貯留空間１３２に貯留されている冷却水Ｃの一部は、サイクロン容器１２０の旋回処理空間２３に吸気された高温空気Ａとの間の熱交換によって加熱されて蒸発し気相になる。また、この気相の一部は、排気部１２５を流れる分離空気Ｂとの間の熱交換によって冷却されて凝縮し液相になる。その結果、冷却容器１３１の冷媒貯留空間１３２に、冷却水Ｃの気液平衡状態が形成される。

【0076】

その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0077】

この参考形態１によれば、冷却装置１３０の構成要素の数が実施形態１における冷却装置３０の構成要素の数よりも少なくてすむため、冷却装置１３０の要する装置コストを低く抑えることができ、また設置に必要なスペースを小さくできる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0078】

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変更が考えられる。例えば、各実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

【0079】

上述の実施形態では、乾燥炉２の炉内空間３から高温空気Ａを吸気し、ヤニＮが分離された分離空気Ｂを高温空気Ａの吸気領域と同じ領域に排気する場合について例示したが、高温空気Ａの吸気領域と分離空気Ｂの排気領域が異なっていてもよい。また、分離空気Ｂの排気領域が乾燥炉２の外部であってもよい。

【0080】

上述の実施形態では、大径筒部２２ａと、円錐筒部２２ｂと、小径筒部２２ｃと、を有するサイクロン容器２０を用いる場合について例示したが、このサイクロン容器２０の構造はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に変更可能である。例えば、円錐筒部２２ｂに相当する部位のみを有する構造や、大径筒部２２ａ及び小径筒部２２ｃの少なくとも一方に相当する部位のみを有する構造などを採用することもできる。また、サイクロン容器２０は筒状であれば、その断面形状は、円形以外に、楕円形、三角形、四角形、多角形などであってもよい。

【0081】

上述の実施形態では、サイクロン容器２０は筒軸Ｌが垂直方向Ｙに沿って延在した状態で配置される場合について例示したが、これに代えて、サイクロン容器２０を筒軸Ｌが垂直方向Ｙに対して任意の角度で傾斜した状態で配置することもできる。

【0082】

上述の実施形態では、サイクロン容器２０の小径筒部２２ｃに設けられたヤニ排出口２４からヤニＮを排出する場合について例示したが、これに代えて、ヤニ排出口２４を閉じてサイクロン容器２０の小径筒部２２ｃにヤニＮを一時的に溜めて、ヤニＮを排出する作業のときにのみヤニ排出口２４を開放するようにしてもよい。

【0083】

上述の実施形態では、自動車ボディを塗装後に乾燥する乾燥炉２に取付けられるヤニ除去装置１０，１１０について例示したが、ヤニ除去装置１０，１１０の本質的な構造を、自動車ボディ以外の自動車関連部品や、自動車以外の他の分野のワークを塗装後に乾燥する乾燥炉に適用することもできる。

【符号の説明】

【0084】

１，１’ 塗装乾燥設備
２ 塗装乾燥炉
３ 炉内空間
３ｂ 入口側エアシール部
３ｃ 出口側エアシール部
５ 吸気連通管
５ａ 入口部
６ 排気連通管
６ａ 出口部
１０，１１０ 塗装乾燥炉用ヤニ除去装置（ヤニ除去装置）
１０Ａ 第１ヤニ除去装置
１０Ｂ 第２ヤニ除去装置
２０，１２０ サイクロン容器
２０ａ 筒壁
２１ 吸気部
２２ａ 大径筒部
２２ｂ 円錐筒部
２２ｃ 小径筒部
２３ 旋回処理空間
２４ ヤニ排出口
２５，１２５ 排気部
３０，１３０ 冷却装置
３１，１３１ 冷却容器
３２ 冷媒滞留空間
３３ 流入口
３４ 流出口
３５ 冷媒循環流路
３６ 熱交換器
３７ ヒートポンプ
４０ ヤニ受け容器
Ａ 高温空気
Ｂ 分離空気
Ｃ 冷却水（冷媒）
Ｌ 筒軸
Ｎ ヤニ
Ｙ 垂直方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】