JP6428750B2 - 塗装乾燥方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗装されたワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥方法及びその装置に関する。

塗装されたワークを乾燥炉に搬入して塗膜の乾燥（フラッシュオフ或いは焼付け）を行なうことは、車体塗装等の分野で一般に行なわれている。特許文献１には、電着塗装後の車体の焼付け乾燥炉の一例が記載されている。この例では、外気導入路からの導入外気と乾燥炉から取り出した空気を混合して加熱器で加熱して乾燥炉に供給するようにされている。また、乾燥炉からの排ガス（ヤニ成分等を含む排ガス）を触媒酸化装置に導いて浄化脱臭処理した後、大気中に放出するようにされている。さらに、浄化脱臭処理済みの高温排ガスにて上記導入外気を予熱するようにされている。

また、上記特許文献１には、乾燥炉の前後に予熱炉と冷却ゾーンを設け、予熱用空気を放熱源とし、冷却用空気を吸熱源とするヒートポンプにより、予熱用空気の加熱と冷却用空気の冷却を行なうことが記載されている。

特開２０１１−５８０８１号公報

上記乾燥炉では、塗膜に含まれる水分やＶＯＣの蒸発によって乾燥炉内の蒸気圧が高くなり、それに伴って、蒸発速度が低下する（乾燥に時間がかかる）という問題がある。

また、ＶＯＣを触媒酸化装置によって処理する（燃焼分解させる）ためにはエネルギーが必要であり、さらに、触媒酸化装置を通過した排ガスの熱は熱交換によって導入外気の加熱に利用されるものの、排ガスは熱交換後であっても温度が比較的高いから、その排出によるエネルギーロスがある。

さらに、乾燥炉から炉内空気が冷却ゾーンにリークしてヤニ成分が凝縮し、ワークに付着するという問題もある。

本発明は、上記課題の解決のために、乾燥炉から取り出した空気をヒートポンプによって冷却し、該空気中の水分、ＶＯＣ等の蒸気を凝縮させて除去した後、加熱して乾燥炉に戻すようにした。

ここに開示する塗装乾燥方法は、塗装されたワークを乾燥炉に搬入し、該乾燥炉において該ワークの塗膜を乾燥させる方法であって、
上記ワークは、搬送用ハンガーに搭載されて上記乾燥炉に搬入されるものであり、
上記乾燥炉から炉内空気を取り出し、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣ各々の一部が凝縮して除去されるように、該空気を冷却する工程と、
上記冷却後の空気を加熱して上記乾燥炉に戻す工程とを備え、
上記乾燥炉から取り出した空気を吸熱源とし、上記冷却後の空気を放熱源とするヒートポンプを複数設け、該複数のヒートポンプを用いて上記空気の冷却及び加熱を段階的に行ない、
上記空気を冷却する工程では、上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去することを特徴とする。

これによれば、乾燥炉内の空気を取り出して冷却し、水分及びＶＯＣを凝縮させて除去した後の乾燥した空気が加熱されて乾燥炉に戻されるから、乾燥炉内の蒸気圧の上昇が抑えられる。その結果、乾燥炉における塗膜中の水分やＶＯＣの蒸発速度が高くなるため、ワークの塗膜を乾燥炉において速やかに効率良く乾燥させることができ、品質向上に有利になる。

単段冷却では、乾燥炉から取り出した空気の温度を水分及びＶＯＣが凝縮する温度まで下げることが難しいところ、当該実施形態によれば、複数のヒートポンプを用いて空気の冷却及び加熱を段階的に行なうから、空気を所期の温度まで冷却し、次いで、ワークの塗膜の乾燥に適した温度まで上昇させることが容易になる。

そうして、上記空気の段階的冷却により、乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入されるハンガーの表面温度以下になるように、乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去する。従って、乾燥炉内においてハンガーに結露することが防止され、その結果、結露水がワークに滴下して塗膜品質が低下することが避けられる。

また、上記冷却によってＶＯＣが除去されるから、ＶＯＣ処理のための排気や触媒酸化装置の設置が不要になり、若しくは、触媒酸化装置を設ける場合でも、その小型化及び排気量の低減が可能になる。さらに、上記空気の冷却及び加熱にヒートポンプを利用するから、エネルギーロスが少なくなる。よって、省エネに有利になる。

また、上記冷却によって、ヤニ成分の凝縮除去が図れるから、ヤニ成分のリークによるワークへの付着も防止される。

一実施形態では、上記複数のヒートポンプとして、ＣＯ_２を冷媒とする第１ヒートポンプと、フロン系媒体を冷媒とする第２ヒートポンプとを設け、上記空気の冷却は、上記第１ヒートポンプから上記第２ヒートポンプの順で段階的に行ない、上記空気の加熱は上記第２ヒートポンプから上記第１ヒートポンプの順で段階的に行なう。

ＣＯ_２を冷媒とする第１ヒートポンプは高温側での吸放熱に適し、フロン系媒体を冷媒とする第２ヒートポンプは低温側での吸放熱に適する。そこで、当該実施形態では、空気の冷却は、上記第１ヒートポンプから上記第２ヒートポンプの順で段階的に行ない、空気の加熱は上記第２ヒートポンプから上記第１ヒートポンプの順で段階的に行なうようにしたものである。

一実施形態では、上記乾燥炉から取り出した空気を、上記ヒートポンプによる冷却前に予備冷却する。

ヒートポンプによる冷却では、圧縮機の駆動等に伴って熱が発生するが、当該実施形態によれば、予備冷却により、空気をヒートポンプによって所期の温度まで冷却することが容易になる。

一実施形態では、上記ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱して上記乾燥炉に戻す。

ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱することにより、乾燥炉に戻す空気を所期の温度に調整することが容易になる。

ここに開示する塗装乾燥方法は、塗装されたワークを乾燥炉に搬入し、該乾燥炉において該ワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥方法であって、
上記ワークは、搬送用ハンガーに搭載されて上記乾燥炉に搬入されるものであり、
上記乾燥炉から炉内空気を取り出し、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣ各々の一部が凝縮して除去されるように、該空気を冷却する工程と、
上記冷却後の空気を加熱して上記乾燥炉に戻す工程とを備え、
上記乾燥炉から取り出した空気を吸熱源とし、上記冷却後の空気を放熱源とするヒートポンプを設け、該ヒートポンプを用いて上記空気の冷却及び加熱を行ない、
さらに、上記乾燥炉から取り出した空気を、上記ヒートポンプによる冷却前に予備冷却する工程を備え、
上記空気を冷却する工程では、上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去することを特徴とする。

この塗装乾燥方法では、乾燥炉から取り出した空気の予備冷却とヒートポンプによる冷却とによって、乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入されるハンガーの表面温度以下になるように、乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去する。従って、この塗装乾燥方法においても、上記複数のヒートポンプを利用する塗装乾燥方法と同様の効果が得られる。

この塗装乾燥方法の一実施形態では、上記ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱して上記乾燥炉に戻す。

ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱することにより、乾燥炉に戻す空気を所期の温度に調整することが容易になる。

ここに開示する塗装されたワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥装置は、
上記ワークが搬入される乾燥炉と、
上記乾燥炉から炉内空気が導入され、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣの一部が凝縮して除去されるように、該空気を冷却する冷却器と、
上記冷却器によって冷却された空気が導入され、該空気を加熱する加熱器と、
上記乾燥炉内の空気を上記冷却器から上記加熱器を経て上記乾燥炉に戻るように循環させる循環路と、
上記冷却器と上記加熱器を連絡し、上記冷却器に上記空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプとを備えていて、
上記ワークは、搬送用ハンガーに搭載されて上記乾燥炉に搬入されるものであり、
上記空気の冷却及び加熱が段階的に行なわれるように、上記冷却器と上記加熱器をヒートポンプで連絡してなるセットが上記循環路に複数設けられており、
上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去することを特徴とする。

この装置によれば、乾燥炉から炉内空気を取り出し、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣ各々の一部が凝縮して除去されるように、該空気をヒートポンプによって冷却し、さらに、該ヒートポンプを用いて冷却後の空気を加熱して乾燥炉に戻すことができる。よって、乾燥炉内の蒸気圧の上昇を抑えて、ワークの塗膜を速やかに効率良く乾燥させることができるとともに、ＶＯＣ処理のための排気や触媒酸化装置の設置が不要になり、或いは、触媒酸化装置の小型化及び排気量の低減が可能になって、省エネに有利になり、さらに、ヤニ成分のリークによるワークへの付着防止も図れる。

そうして、上記複数のヒートポンプによる空気の段階的冷却により、上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分が凝縮して除去される。従って、乾燥炉内においてハンガーに結露することが防止され、その結果、結露水がワークに滴下して塗膜品質が低下することが避けられる。

塗装乾燥装置の一実施形態では、上記複数のセットとして、ＣＯ_２を冷媒とする第１ヒートポンプを用いた第１セットと、フロン系媒体を冷媒とする第２ヒートポンプを用いた第２セットとを備え、上記空気の冷却が上記第１ヒートポンプから上記第２ヒートポンプの順で段階的に行なわれ、上記空気の加熱が上記第２ヒートポンプから上記第１ヒートポンプの順で段階的に行なわれるように、上記第１及び第２の両セットが上記循環路に設けられている。

これによれば、高温側での吸放熱に適したＣＯ_２冷媒による第１ヒートポンプと、低温側での吸放熱に適したフロン系冷媒による第２ヒートポンプとを利用して、空気の冷却及び加熱を効率良く行なうことができる。

塗装乾燥装置の一実施形態では、上記循環路に配設され、上記乾燥炉から取り出された空気を冷却して上記冷却器に導入する前置冷却器を備えている。

これによれば、前置冷却器による予備冷却により、空気をヒートポンプによって所期の温度まで冷却することが容易になる。

塗装乾燥装置の一実施形態では、上記循環路に配設され、上記加熱器によって加熱された空気をさらに所定温度に加熱して上記乾燥炉に戻す後置加熱器を備えている。

後置加熱器による加熱により、乾燥炉に戻す空気を所期の温度に調整することが容易になる。また、後置加熱器により、操業開始時の乾燥炉の昇温を早めることができる。

ここに開示する塗装されたワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥装置は、
上記ワークが搬入される乾燥炉と、
上記乾燥炉から炉内空気が導入され、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣの一部が凝縮して除去されるように、該空気を冷却する冷却器と、
上記冷却器によって冷却された空気が導入され、該空気を加熱する加熱器と、
上記乾燥炉内の空気を上記冷却器から上記加熱器を経て上記乾燥炉に戻るように循環させる循環路と、
上記冷却器と上記加熱器を連絡し、上記冷却器に上記空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプとを備えていて、
上記ワークは、搬送用ハンガーに搭載されて上記乾燥炉に搬入されるものであり、
さらに、上記循環路に配設され、上記乾燥炉から取り出された空気を冷却して上記冷却器に導入する前置冷却器を備えており、
上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去することを特徴とする。

この塗装乾燥装置では、乾燥炉から取り出した空気の予備冷却とヒートポンプによる冷却とによって、乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入されるハンガーの表面温度以下になるように、乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去する。従って、この塗装乾燥装置においても、上記複数のヒートポンプを利用する塗装乾燥装置と同様の効果が得られる。

この塗装乾燥装置の一実施形態では、上記循環路に配設され、上記加熱器によって加熱された空気をさらに所定温度に加熱して上記乾燥炉に戻す後置加熱器を備えている。

後置加熱器による加熱により、乾燥炉に戻す空気を所期の温度に調整することが容易になる。また、後置加熱器により、操業開始時の乾燥炉の昇温を早めることができる。

本発明によれば、ヒートポンプを利用して、乾燥炉から取り出した空気を冷却して該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣ各々の一部を凝縮させて除去し、この冷却後の空気を加熱して上記乾燥炉に戻すから、乾燥炉内の蒸気圧の上昇を抑えて、ワークの塗膜を速やかに効率良く乾燥させることができるとともに、ＶＯＣ処理のための排気や触媒酸化装置の設置が不要になり、或いは、触媒酸化装置の小型化及び排気量の低減が可能になって、省エネに有利になり、さらに、ヤニ成分のリークによるワークへの付着防止も図れる。

また、本発明によれば、複数のヒートポンプを用いた空気の段階的冷却により、又は空気の予備冷却とヒートポンプによる冷却とにより、乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入されるハンガーの表面温度以下になるように、乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去するから、乾燥炉内においてハンガーに結露することが防止され、その結果、結露水がワークに滴下して塗膜品質が低下することが避けられる。

参考形態に係る塗装乾燥装置を示すブロック図。 同装置の乾燥炉、ワーク及び搬送用ハンガーを示す断面図。 実施形態１に係る塗装乾燥装置の冷却・加熱システムを示す図。 実施形態２に係る塗装乾燥装置の冷却・加熱システムを示す図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜参考形態＞
図１に示す塗装乾燥装置において、１は塗装されたワーク２が搬入される乾燥炉である。乾燥炉１の外部に、乾燥炉１から取り出した空気を冷却した後、加熱するためのヒートポンプ３、ヒートポンプ３で加熱された空気を加熱する後置加熱器４、並びに循環用ファン５が設けられている。乾燥炉１、ヒートポンプ３，後置加熱器４及び循環用ファン５は、乾燥炉１から取り出した空気を、ヒートポンプ３，後置加熱器４及び循環用ファン５を順に通して乾燥炉１に戻す循環路６によって接続されている。

ヒートポンプ３は、圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式であり、ＣＯ_２を冷媒とする。ヒートポンプ３の蒸発器が、乾燥炉１から取り出した空気を、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣの一部が凝縮して除去されるように、熱交換によって冷却する冷却器を構成している。また、ヒートポンプ３の凝縮器が、上記蒸発器で冷却された空気を熱交換によって加熱する加熱器を構成している。換言すれば、ヒートポンプ３は、乾燥炉１から取り出した空気を吸熱源とし、上記冷却後の空気を放熱源とするヒートポンプになっている。

後置加熱器４としてはガスバーナーが用いられており、該後置加熱器４にガス燃料及び外気が供給される。この後置加熱器４は、操業開始時の乾燥炉１内の空気の早期昇温や乾燥炉１内の温度調整等の必要に応じて利用される。

本例のワーク２は、自動車ボディであり、図２に示すハンガー式搬送装置（オーバーヘッドコンベア）のハンガー１０に搭載されて乾燥炉１に搬入される。

ハンガー式搬送装置は、塗装ラインに沿って延びるガイドレール１１と、このガイドレール１１にローラ１２によって係合し該ガイドレール１１に沿って移動する前後のトロリー１３とを備え、トロリー１３にハンガー１０が吊り下げられている。ハンガー１０は、ワーク２を両側から支持するための、トロリー１３にＣネック１４を介して吊り下げられた前後の門型フレーム１５を備えている。門型フレーム１５の下端部にはワーク受け１６が設けられている。

乾燥炉１の相対する内側壁１７には、循環路６から供給される温風をハンガー１０に搭載されたワーク２に向けて吹き出すノズルボックス１８が設けられている。内側壁１７の上部には、乾燥炉１内の空気を循環路に排出するエア吸込み口１９が開口している。乾燥炉１の壁には断熱材８が設けられている。

上記構成において、塗装されたワーク２はハンガー１０に搭載されて乾燥炉１に搬入される。乾燥炉１において、ワーク２を搬送しながら、ワーク２の塗膜の乾燥を行なう。乾燥炉１内の空気は、循環用ファン５の作動により、エア吸込み口１９からヒートポンプ３の蒸発器（冷却器）に導かれ、該蒸発器によって冷却される。

これにより、乾燥炉１から取り出された空気中の水分の一部が凝縮する。同時に、その空気中に含まれるＶＯＣや、塗料成分の酸化分解等によって生ずるヤニ成分も一部凝縮する。この空気の冷却によって生じた凝縮液がタンク７に貯留される。このタンク７の凝縮液からＶＯＣが回収されて再利用される。

水分やＶＯＣ等が除去された冷却後の空気は、ヒートポンプ３の凝縮器（加熱器）に導かれ、該凝縮器で加熱される。凝縮器で加熱された空気は、必要に応じて後置加熱器４でさらに加熱されて、乾燥炉１のノズルボックス１８から乾燥炉１内に戻される。すなわち、温風が乾燥炉１内に吹き出す。

上述の如く、乾燥炉１から取り出された空気がヒートポンプ３によって冷却されることで、該空気中の水分だけでなく、ＶＯＣの一部が除去される。そのため、当該塗装乾燥装置では、乾燥炉１内の空気を取り出して触媒燃焼装置でＶＯＣを燃焼除去する排気設備は不要になっている。

そうして、乾燥炉１には、上記水分が除去されて湿度が低くなった、すなわち、乾燥された温風が供給されることになる。よって、乾燥炉１においては、ワーク２の塗膜からの水分及びＶＯＣの蒸発速度が高くなり、塗膜の速やかな乾燥及び品質向上が図れる。また、乾燥炉１に乾燥した温風が供給されることにより、乾燥炉１の空気の露点温度が低くなり、ハンガー１０への結露が避けられ、従って、その結露水のワーク２への落下による塗膜の品質低下が避けられる。

＜実施形態１＞
実施形態１に係る塗装乾燥装置の要部を図３に示す。同図には、循環路６の一部のみを示す。図示は省略するが、当該塗装乾燥装置は、参考形態と同じく、乾燥炉及び循環用ファンを備えている。

塗装乾燥装置は、フラッシュオフ用であって、その循環路６には、上流側から下流側に向かって順に、第１前置冷却器２１、第２前置冷却器２２、参考形態と同じくＣＯ_２を冷媒とするヒートポンプ２３を用いた冷却器２４、前置加熱器２５、ヒートポンプ２３を用いた加熱器２６、並びに参考形態のものと同様の後置加熱器４が配設されている。従って、乾燥炉１から取り出された空気は、冷却器２１，２２，２４及び加熱器２５，２６，４を順に通って乾燥炉１に戻される。

第１前置冷却器２１及び前置加熱器２５各々は、冷媒と空気の熱交換によって冷却及び加熱を行なうものであり、第１前置冷却器２１と前置加熱器２５の間で冷媒を循環させるように構成されている。第２前置冷却器２２は、第１前置冷却器２１から送られる空気をクーリングタワー２７で得られる冷水との熱交換によって冷却する。

ヒートポンプ２３の蒸発器２８で冷却された冷水は送水ポンプ（図示省略）によって冷水タンク２９に供給される。冷却器２４は、第２前置冷却器２２から送られる空気を、冷水タンク２９から送水ポンプ（図示省略）によって送られる冷水との熱交換によって冷却する。このヒートポンプ２３の凝縮器が加熱器２６を構成している。冷却器２４には、空気の冷却によって生じた凝縮液を貯留するタンク７が付設されている。

上記構成において、乾燥炉から取り出された空気は、第１前置冷却器２１、第２前置冷却器２２及びヒートポンプ２３を用いた冷却器２４によって段階的に冷却される。

すなわち、乾燥炉から取り出された空気は、第１前置冷却器２１により、冷却器２４によって冷却された空気の冷熱を用いて冷却される。例えば、乾燥炉から取り出された空気の温度が８０℃であるとき、その空気が第１前置冷却器２１によって６０℃程度まで冷却される。第１前置冷却器２１で冷却された空気は、第２前置冷却器２２により、クーリングタワー２７で得られる冷水によって例えば４０℃程度までさらに冷却される。

第２前置冷却器２２で冷却された空気は、ヒートポンプ２３を用いた冷却器２４によって、該空気中の水分、ＶＯＣ及びヤニ成分が凝縮する温度、例えば２０℃程度まで冷却される。この冷却によって空気中の水分の一部が凝縮して除去されることにより、乾燥炉から取り出されたときに例えば２２ｇ／ｋｇであった空気の重量絶対湿度が１５ｇ／ｋｇ程度まで下がる。

冷却器２４で冷却された空気は、前置加熱器２５、ヒートポンプ２３を用いた加熱器２６及び後置加熱器４により段階的に加熱される。すなわち、前置加熱器２５によって４０℃程度にまで加熱され、加熱器２６によって８０℃程度にまで加熱され、後置加熱器４によって１００℃程度にまで加熱されて乾燥炉に戻される。この乾燥炉に戻される空気は、先の冷却・凝集によって絶対湿度が１５ｇ／ｋｇ程度まで下がっているから、乾燥炉には乾燥した温風が供給されることになる。

乾燥炉に搬入されるハンガーの表面温度は２７〜２８℃程度であるところ、絶対湿度１５ｇ／ｋｇ程度の空気が乾燥炉に供給されると、乾燥炉の空気の露点温度はハンガーの表面温度よりも低くなる。よって、ハンガーへの結露（結露水の塗膜への落下）が避けられる。

また、本実施形態によれば、第１前置冷却器２１と前置加熱器２５を設置して、乾燥炉から取り出された高温の空気と冷却器２４を通過した低温の空気との間で熱交換するようにしたから、熱効率が高くなる。また、ヒートポンプ２３の駆動エネルギーが循環する空気の加熱に働くところ、クーリングタワー２７を利用した第２前置冷却器２２による冷却によって、当該空気を所期の温度まで冷却することが容易になる。

＜実施形態２＞
実施形態２に係る塗装乾燥装置の要部を図４に示す。同図には、循環路６の一部のみを示すが、当該塗装乾燥装置は、参考形態と同じく、乾燥炉及び循環用ファンを備えている。

本実施形態は、実施形態１のＣＯ_２を冷媒とするヒートポンプ（以下、「第１ヒートポンプ」という。）２３に加えて、フロン系媒体を冷媒とする第２ヒートポンプ３１を上記空気の冷却及び加熱に利用したことを特徴とする。他の構成は実施形態１と実質的に同じである。

すなわち、循環路６には、ＣＯ_２を冷媒とする第１ヒートポンプ２３に係る冷却器（以下、「第１冷却器」という。）２４に続いて、第２ヒートポンプ３１に係る第２冷却器３２と第２加熱器３３とが配設されている。第２ヒートポンプ３１は、第１ヒートポンプ２３と同じく、圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器の順にフロン系媒体を循環させる蒸気圧縮式である。

第１ヒートポンプ２３の場合と同じく、第２ヒートポンプ３１の蒸発器で冷却された冷水が冷水タンクに供給され、第２冷却器３２は、第１冷却器２４から送られる空気を冷水タンクの冷水との熱交換によって冷却する。なお、冷水タンク及び送水ポンプの図示は省略している。一方、第２ヒートポンプ３１の凝縮器が第２加熱器３３を構成している。また、第１冷却器２４及び第２冷却器３２各々からタンク７に凝縮液用ドレンが延設されている。

要するに、本実施形態は、ＣＯ_２を冷媒とする第１ヒートポンプ２３で第１冷却器２４と加熱器（以下、「第１加熱器」という。）２６を連絡してなる第１セットと、フロン系媒体を冷媒とする第２ヒートポンプ３１で第２冷却器３２と第２加熱器３３を連絡してなる第２セットとを備えている。

従って、乾燥炉から取り出された空気は、前置冷却器２１，２を通過した後、第１ヒートポンプ２３に係る第１冷却器２４、第２ヒートポンプ３１に係る第２冷却器３２、第２ヒートポンプ３１に係る第２加熱器３３及び第１ヒートポンプ２３に係る第１加熱器２６の順で流れることになる。

本実施形態によれば、高温側での吸放熱に適したＣＯ_２媒体による第１ヒートポンプ２３と、低温側での吸放熱に適したフロン系媒体による第２ヒートポンプ３１とを利用して、空気の冷却及び加熱を効率良く行なうことができる。

＜その他＞
上記実施形態１，２は塗膜のフラッシュオフを行なうものであるが、本発明は塗膜の焼付けのための乾燥にも適用することできる。

また、本発明は、自動車ボディの塗膜の乾燥に限らず、他の塗装品の塗膜の乾燥にも適用することができる。

１ 乾燥炉
２ ワーク
３ ヒートポンプ（冷却器，加熱器）
４ 後置加熱器
６ 循環路
７ タンク
１０ ハンガー
２１ 前置冷却器
２２ 前置冷却器
２３ ヒートポンプ（ＣＯ_２を冷媒とする第１ヒートポンプ）
２４ 冷却器（第１冷却器）
２６ 加熱器（第１加熱器）
３１ フロン系媒体を冷媒とする第２ヒートポンプ
３２ 第２冷却器
３３ 第２加熱器

Claims (10)

1. 塗装されたワークを乾燥炉に搬入し、該乾燥炉において該ワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥方法であって、
   上記ワークは、搬送用ハンガーに搭載されて上記乾燥炉に搬入されるものであり、
   上記乾燥炉から炉内空気を取り出し、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣ各々の一部が凝縮して除去されるように、該空気を冷却する工程と、
   上記冷却後の空気を加熱して上記乾燥炉に戻す工程とを備え、
   上記乾燥炉から取り出した空気を吸熱源とし、上記冷却後の空気を放熱源とするヒートポンプを複数設け、該複数のヒートポンプを用いて上記空気の冷却及び加熱を段階的に行ない、
   上記空気を冷却する工程では、上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去することを特徴とする塗装乾燥方法。
2. 請求項１において、
   上記複数のヒートポンプとして、ＣＯ_２を冷媒とする第１ヒートポンプと、フロン系媒体を冷媒とする第２ヒートポンプとを設け、
   上記空気の冷却は、上記第１ヒートポンプから上記第２ヒートポンプの順で段階的に行ない、上記空気の加熱は上記第２ヒートポンプから上記第１ヒートポンプの順で段階的に行なうことを特徴とする塗装乾燥方法。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記乾燥炉から取り出した空気を、上記ヒートポンプによる冷却前に予備冷却することを特徴とする塗装乾燥方法。
4. 塗装されたワークを乾燥炉に搬入し、該乾燥炉において該ワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥方法であって、
   上記ワークは、搬送用ハンガーに搭載されて上記乾燥炉に搬入されるものであり、
   上記乾燥炉から炉内空気を取り出し、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣ各々の一部が凝縮して除去されるように、該空気を冷却する工程と、
   上記冷却後の空気を加熱して上記乾燥炉に戻す工程とを備え、
   上記乾燥炉から取り出した空気を吸熱源とし、上記冷却後の空気を放熱源とするヒートポンプを設け、該ヒートポンプを用いて上記空気の冷却及び加熱を行ない、
   さらに、上記乾燥炉から取り出した空気を、上記ヒートポンプによる冷却前に予備冷却する工程を備え、
   上記空気を冷却する工程では、上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去することを特徴とする塗装乾燥方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   上記ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱して上記乾燥炉に戻すことを特徴とする塗装乾燥方法。
6. 塗装されたワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥装置であって、
   上記ワークが搬入される乾燥炉と、
   上記乾燥炉から炉内空気が導入され、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣの一部が凝縮して除去されるように、該空気を冷却する冷却器と、
   上記冷却器によって冷却された空気が導入され、該空気を加熱する加熱器と、
   上記乾燥炉内の空気を上記冷却器から上記加熱器を経て上記乾燥炉に戻るように循環させる循環路と、
   上記冷却器と上記加熱器を連絡し、上記冷却器に上記空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプとを備えていて、
   上記ワークは、搬送用ハンガーに搭載されて上記乾燥炉に搬入されるものであり、
   上記空気の冷却及び加熱が段階的に行なわれるように、上記冷却器と上記加熱器をヒートポンプで連絡してなるセットが上記循環路に複数設けられており、
   上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去することを特徴とする塗装乾燥装置。
7. 請求項６において、
   上記複数のセットとして、ＣＯ_２を冷媒とする第１ヒートポンプを用いた第１セットと、フロン系媒体を冷媒とする第２ヒートポンプを用いた第２セットとを備え、
   上記空気の冷却が上記第１ヒートポンプから上記第２ヒートポンプの順で段階的に行なわれ、上記空気の加熱が上記第２ヒートポンプから上記第１ヒートポンプの順で段階的に行なわれるように、上記第１及び第２の両セットが上記循環路に設けられていることを特徴とする塗装乾燥装置。
8. 請求項６又は請求項７において、
   上記循環路に配設され、上記乾燥炉から取り出された空気を冷却して上記冷却器に導入する前置冷却器を備えていることを特徴とする塗装乾燥装置。
9. 塗装されたワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥装置であって、
   上記ワークが搬入される乾燥炉と、
   上記乾燥炉から炉内空気が導入され、該空気中の少なくとも水分及びＶＯＣの一部が凝縮して除去されるように、該空気を冷却する冷却器と、
   上記冷却器によって冷却された空気が導入され、該空気を加熱する加熱器と、
   上記乾燥炉内の空気を上記冷却器から上記加熱器を経て上記乾燥炉に戻るように循環させる循環路と、
   上記冷却器と上記加熱器を連絡し、上記冷却器に上記空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプとを備えていて、
   上記ワークは、搬送用ハンガーに搭載されて上記乾燥炉に搬入されるものであり、
   さらに、上記循環路に配設され、上記乾燥炉から取り出された空気を冷却して上記冷却器に導入する前置冷却器を備えており、
   上記乾燥炉内の空気の露点温度が該乾燥炉に搬入される上記ハンガーの表面温度以下になるように、上記乾燥炉から取り出した空気中の水分を凝縮させて除去することを特徴とする塗装乾燥装置。
10. 請求項６乃至請求項９のいずれか一において、
    上記循環路に配設され、上記加熱器によって加熱された空気をさらに加熱して上記乾燥炉に戻す後置加熱器を備えていることを特徴とする塗装乾燥装置。