EP1398587B1 - Trockner für Gegenstände, insbesondere für Fahrzeugkarosserien, sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Trockners - Google Patents

Trockner für Gegenstände, insbesondere für Fahrzeugkarosserien, sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Trockners Download PDF

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EP1398587B1
EP1398587B1 EP03018518A EP03018518A EP1398587B1 EP 1398587 B1 EP1398587 B1 EP 1398587B1 EP 03018518 A EP03018518 A EP 03018518A EP 03018518 A EP03018518 A EP 03018518A EP 1398587 B1 EP1398587 B1 EP 1398587B1
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EP
European Patent Office
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air
connection
drier
catalytic
supplied
Prior art date
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EP03018518A
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English (en)
French (fr)
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EP1398587A3 (de
EP1398587A2 (de
Inventor
Heiko Schneider
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Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Original Assignee
Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1398587A3 publication Critical patent/EP1398587A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/02—Heating arrangements using combustion heating
    • F26B23/022—Heating arrangements using combustion heating incinerating volatiles in the dryer exhaust gases, the produced hot gases being wholly, partly or not recycled into the drying enclosure
    • F26B23/024—Heating arrangements using combustion heating incinerating volatiles in the dryer exhaust gases, the produced hot gases being wholly, partly or not recycled into the drying enclosure by means of catalytic oxidation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements
    • F26B3/305—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements the infrared radiation being generated by combustion or combustion gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying goods
    • F26B2210/12—Vehicle bodies, e.g. after being painted

Definitions

  • Dryers using catalytic heaters as a heat source are enjoying increasing popularity.
  • the primary energy used namely the combustion gas (natural gas, propane, butane or LPG), compared to electrical energy is very inexpensive.
  • the combustion gas natural gas, propane, butane or LPG
  • the long-wave radiation of a catalytic radiator has the property of gently warming and drying the article by means of a moderate energy density compared with short-wave or medium-wave rays.
  • Impurities contained in this supply air thus remained unoxidized, so that the exhaust air taken from the dryer had to be fed to a separate exhaust air purification device, for example a thermal, a regenerative or even a catalytic afterburning device.
  • a separate exhaust air purification device for example a thermal, a regenerative or even a catalytic afterburning device.
  • These devices were then often used as a collective disposal for all laden with organic substances, in particular with solvent exhaust air volume flows that in the entire system, so not only in the dryer incurred. For paint shops, these typically come in particular from the spray booth, the evaporation zone, the dryer, the paint mixing room or from other sources.
  • a dryer which at least partially recirculates the drying air heated by means of a heat exchanger, thereby conducting it via a catalyst which effects the catalytic combustion of expelled solvents.
  • the use of catalytic lamps does not provide this document.
  • a catalytic burner also called infrared dryer can be used, describes the DE 195 44 417 A1 ; similar also the WO 00/58 678 , The treatment of polluted exhaust air is not considered there.
  • the multi-stage treatment ovens used in the US Pat. No. 3,865,076 There pollutant-containing exhaust gas is used to generate heat.
  • the burners used are called infrared burners; Katalytbrenner are not addressed.
  • Object of the present invention is to provide a dryer of the type mentioned in such a way that can be dispensed with a separate exhaust gas cleaning device or at least the resulting amounts of exhaust air are reduced, so that the separate exhaust gas cleaning device can be kept smaller and therefore less expensive.
  • the idea according to the invention is as follows: If catalytic radiators are used which manage without air cooling, the entire supply air introduced into the drying chamber of the dryer can be forcibly directed via the connection of the catalytic burner for combustion air, so that at least all incoming air entering the drying chamber is at least once passed the catalytically active layer or through the catalytically active layer. In this way, it becomes possible to carry out the catalytic oxidative conversion of the organic impurities in the supply air as a controlled reaction, wherein quantitative predictions of the reaction conversion are possible.
  • the supply air supplied to the dryer can be partly from the dryer itself, but also come from other parts of the system, so that the dryer as a "collective disposal facility" for the entire system can replace the previously provided for this purpose separate exhaust air purification devices in whole or in part.
  • the catalytic radiator can have a connection via which only supply air is supplied to it. This supply air is conducted within the catalytic radiator to a point from which it can flow to a defined surface of the catalytically active layer. As a result, conditions are created under which there is a controlled conversion of the organic contaminant contained in the supply air.
  • the Katalytstrahler has a terminal which is connected to a premixer in which combustion gas and supply air are mixed together. This occurring before entering the Katalytstrahler mixing of combustion gas and pollutant supply air promotes the catalytically activated oxidation of the organic impurities, so that a higher degree of conversion is achieved.
  • a fan For convective heating of the objects to be dried, a fan may be provided, with which the air in the drying room is recirculated.
  • an embodiment of the invention can be used in which the dryer is formed in multiple stages, each stage in the in one of the Claims 1 to 4 described manner is formed and the connection for exhaust air of each upstream stage is connected to the connection for supply air of each downstream stage.
  • the feed air supplied to the dryer passes through a catalytically active layer of a catalytic radiator several times as it passes through the dryer, with the result that the conversion of the organic impurities succeeds more completely.
  • any number of such stages can be provided until the desired degree of purification is achieved.
  • the object of the present invention is also to provide a method for operating a dryer of the type mentioned, in which the catalytic radiators contained in the dryer can be used in a targeted and controllable manner for cleaning the supply air supplied to the dryer.
  • the dryer provided with the reference numeral 1 comprises a housing 2 with an outer wall 2a and an inner wall 2b.
  • the inner wall 2 b of the housing 2 encloses a drying space 3, which by a device 4, for. B. a partition, in two air-technically separated subspaces 3a and 3b is divided.
  • Freshly painted vehicle bodies are introduced by not shown in the drawing locks, coming from the left, in the subspace 3a by means of a conveyor system, also not shown, transferred from this by a device provided in the lock 4 in the subspace 3b and leave the housing 2 of the dryer 1 by another lock not shown in the drawing.
  • each catalytic converter 5 comprises an outer housing 6 and an inner housing 7, between which a throughflow gap 8 serving as an air guide remains.
  • the outer housing 6 and the inner housing 7 are at the in FIG. 2 lower, in the dry room 3 side facing open.
  • the inner housing 7 of the Katalystrahlers 5 contains from top to bottom, a gas distributor 9, in which a gas supply line 10 opens, an insulating layer 11, an electric preheater 12 and a catalytically active layer 13, which on the in FIG. 2 exposed side down.
  • the entire Katalytstrahler 5 is designed by the choice of materials used high temperature resistant, so even at operating temperatures of for example 250 to 300 ° C no cooling air.
  • FIG. 1 shows, arranged in the subspace 3 a of the drying chamber 3 Katalystrahlern 5 via a line 15 and branch lines 15 a, 15 b, which are connected to the corresponding air supply 14 of the Katalytstrahler 5, supply air supplied.
  • This supply air can z.
  • the air contained in the subspace 3 a of the drying space 3 can be circulated via a line 16, in which a fan 17 is located. From the line 16 branches off a further line 18, which leads to the air supply pipe 14 of the arranged in the second subspace 3b of the drying chamber 3 Katalytstrahler 5. Also, the subspace 3b is associated with a recirculation line 19, in which a further blower 20 is located. From the circulation line 19, an exhaust duct 21 leads to the outside atmosphere.
  • the dryer 1 described above works as follows:
  • the catalytically active layers 13 of the various catalytic beams 5 are preheated by means of the electric preheaters 12 to a temperature of about 150 to 200 ° C, which is required for the catalytic oxidation of the combustion gas.
  • the catalytic radiators 5 are supplied in both subspaces 3 a, 3 b of the drying chamber 3 via the respective gas supply lines 10 combustion gas. This is made uniform in the corresponding catalytic radiator 5 by the gas distributor 9 over the entire flow cross section, passes through the insulating layer 11, which also contributes to equalizing the gas flow due to its flow resistance, and then enters the preheated catalytically active layer 13.
  • the air in the subspace 3a is circulated by means of the blower 17 and withdrawn via the line 18, an air flow which corresponds - converted to the same temperature-that amount of air which is supplied via the line 15.
  • the air circulated through the blower also flows over the object to be dried and heats it convectively.
  • the amount of circulating air determines not only the temperature of the transmitted amount of energy.
  • the Katalytstrahler 5 transmitted to the object to be dried energy in the form of infrared radiation. These Amount of energy is determined inter alia by the amount of combustion gas, which is supplied through the lines 10, and by the distance between the object to be dried and the Katalytstrahlern 5.
  • the ratio can be waived by varying the amount of circulating air and by adjusting the power of the Katalytstrahler 5 and the distance between the object to be dried and the Katalytstrahlern 5, in which the heat is supplied by radiation and convection.
  • two limiting cases are conceivable: With a very small distance between the object and the catalytic radiator and a very low circulation rate of low-temperature air, the proportion of heat transfer by radiation approaches 100%. With a very large distance between the object and catalytic radiators 5 and low power of the catalytic radiator 5 as well as with a high volume of recirculated air and high circulating air temperature, the proportion of convective heat transfer approaches 100%.
  • FIG. 3 is a second way shown how the Katalytstrahler 5 can be supplied with supply air.
  • the Katalytstrahler 5 of FIG. 3 agrees with the one of FIG. 2 identical match.
  • the gas supply 10 no pure combustion gas, but a mixture of polluted supply air and combustion gas is introduced into the interior of the Katalytstrahlers 5.
  • This mixture is produced in a pre-mixer 23 to which combustion gas is fed via a first line 24 and waste air containing pollutants via a second line 25.
  • the ratio in which the combustion gas 24 is mixed in the premixers 23 with air, is adjusted so that takes place according to the pollutant load of the air as complete as possible catalytic oxidation of the pollutants. In a corresponding manner, it can also be experimentally determined which portion of the polluted air is supplied to the pre-mixer via line 25 and which portion is supplied to the catalytic radiator 5 via the air feed port 14.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Trockner für Gegenstände, insbesondere für Fahrzeugkarosserien, mit
    1. a) einem Gehäuse, in dem ein die Gegenstände aufnehmender Trockenraum ausgebildet ist;
    2. b) einem Anschluß für Zuluft;
    3. c) einem Anschluß für Abluft;
    4. d) mindestens einem Katalytstrahler, der seinerseits aufweist:
      1. da) mindestens einen Anschluß für Verbrennungsgas;
      2. db) eine katalytisch aktive Schicht, welcher das Verbrennungsgas zugeführt wird;
      3. dc) mindestens einen Anschluß für Verbrennungsluft, der über eine Luftführung mit der katalytisch aktiven Schicht verbunden ist;
    sowie
    ein Verfahren zum Betreiben eines Trockners für Gegenstände, insbesondere Fahrzeugkarosserien, bei dem
    1. a) die zu trocknenden Gegenstände in einen Trockenraum im Gehäuse des Trockners eingebracht werden;
    2. b) die zu trocknenden Gegenstände in dem Trockenraum einer Infrarotstrahlung ausgesetzt werden, die von einem Katalytstrahler erzeugt wird, dessen katalytisch aktiver Schicht Verbrennungsgas und Verbrennungsluft zugeführt werden;
    3. c) dem Trockenraum ständig Zuluft zugeführt und Abluft entnommen wird.
  • Trockner, die mit Katalytstrahlern als Wärmequelle arbeiten, erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Dies aus guten Grund: Zum einen ist die eingesetzte Primärenergie, nämlich das Verbrennungsgas (Erdgas, Propan, Butan oder Flüssiggas), verglichen mit elektrischer Energie sehr preiswert. Zum anderen läßt sich mit derartigen Katalytstrahlern eine Infrarotstrahlung gerade in demjenigen langwelligen Bereich erzeugen, der zum Trocknen bzw. Brennen von Beschichtungen, insbesondere Lackierungen besonders, effektiv ist. Energieeinsparungen werden auch dadurch erzielt, daß im wesentlichen ausschließlich die zu trocknende Beschichtung, nicht jedoch andere Gegenstände erwärmt werden.
  • Ferner hat die langwellige Strahlung eines Katalytstrahlers die Eigenschaft, durch eine verglichen mit kurz- oder mittelwelligen Strahlen moderate Energiedichte den Gegenstand schonend zu erwärmen und zu trocknen.
  • Es wurde bereits früher erkannt, daß in der katalytisch aktiven Schicht von Katalytstrahlern organische Verunreinigungen katalytisch oxidiert werden, die in der dem Katalytstrahler zugeführten Verbrennungsluft enthalten sind. Diese Tatsache wurde aber bisher nur als erfreulicher Nebeneffekt der Verwendung von Katalytstrahlern betrachtet und nicht gezielt eingesetzt. Dies war bei den bekannten Trocknern der eingangs genannten Art auch nicht möglich, weil diese Katalytstrahler verwendeten, die einer Luftkühlung bedurften bzw. die Luftführung im Inneren des Trockners nicht definiert war. Es wurde dort also in den Trockenraum Zuluft eingebracht, die nicht zwangsläufig über die katalytisch aktive Schicht strömte. Verunreinigungen, die in dieser Zuluft enthalten waren, blieben somit unoxidiert, so daß die dem Trockner entnommene Abluft einer gesonderten Abluft-Reinigungsvorrichtung, beispielsweise einer thermischen, einer regenerativen oder auch einer katalytischen Nachverbrennungsvorrichtung zugeführt werden musste. Diese Vorrichtungen dienten dann häufig als Sammelentsorgung für alle mit organischen Substanzen, insbesondere mit Lösemittel beladenen Abluftvolumenströme, die in der gesamten Anlage, also nicht nur im Trockner, anfielen. Bei Lackieranlagen kommen diese typischerweise insbesondere aus der Spritzkabine, der Abdunstzone, dem Trockner, dem Farbmischraum oder aus anderen Quellen.
  • Die bei den bekannten Trocknern der eingangs genannten Art somit erforderlichen zusätzlichen Abgas-Reinigungsvorrichtungen verursachen selbstverständlich verhältnismäßig hohe Kosten.
  • Aus der SU 1 575 032 ist ein Trockner bekannt geworden, der die mittels eines Wärmetauschers erhitzte Trockenluft mindestens teilweise im Kreislauf führt und dabei über einen Katalysator leitet, der die katalytische Verbrennung ausgetriebener Lösemittel bewirkt. Die Verwendung von Katalytstrahlern sieht diese Druckschrift nicht vor.
  • Einen katalytischen Brenner, der auch als Infrarot-Trockner einsetzbar ist, beschreibt die DE 195 44 417 A1 ; ähnlich auch die WO 00/58 678 . Die Behandlung schadstoffhaltiger Abluft wird dort nicht betrachtet.
  • Mehrstufig hintereinander geschaltete Behandlungsöfen verwendet die US 3 865 076 ; dort wird schadstoffhaltiges Abgas zur Wärmeerzeugung mit herangezogen. Die verwendeten Brenner werden als Infrarot-Brenner bezeichnet; Katalytbrenner sind nicht angesprochen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Trockner der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auf eine gesonderte Abgas-Reinigungsvorrichtung verzichtet werden kann oder zumindest die anfallenden Abluftmengen reduziert werden, sodaß die gesonderte Abgas-Reinigungsvorrichtung kleiner und damit kostengünstiger gehalten werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Trockner mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Gedanke ist folgender: Wenn Katalytstrahler eingesetzt werden, die ohne Luftkühlung auskommen, kann die gesamte in den Trockenraum des Trockners eingebrachte Zuluft über den Anschluß des Katalytstrahlers für Verbrennungsluft zwangsweise geleitet werden, so daß also alle Zuluft, die in den Trockenraum gelangt, mindestens ein Mal an der katalytisch aktiven Schicht vorbei bzw. durch die katalytisch aktive Schicht geflossen ist. Auf diese Weise wird es möglich, die katalytische oxidative Umsetzung der organischen Verunreinigungen in der Zuluft als kontrollierte Reaktion durchzuführen, wobei auch quantitative Vorhersagen des Reaktionsumsatzes möglich sind.
  • In günstigen Fällen genügt die einmalige Passage der Zuluft durch die katalytisch aktive Schicht eines Katalytstrahlers, um eine ausreichende Reinigung zu bewirken.
  • Die dem Trockner zugeführte Zuluft kann dabei teilweise aus dem Trockner selbst, jedoch auch aus anderen Anlagenteilen stammen, so daß der Trockner als "Sammelentsorgungs-Einrichtung" für die gesamte Anlage die hierfür bisher vorgesehenen gesonderten Abluft-Reinigungsvorrichtungen ganz oder teilweise ersetzen kann.
  • Der Katalytstrahler kann einen Anschluß besitzen, über den ihm ausschließlich Zuluft zugeführt wird. Diese Zuluft wird innerhalb des Katalytstrahlers an eine Stelle geleitet, von der aus sie eine Oberfläche der katalytisch aktiven Schicht definiert anströmen kann. Hierdurch werden Verhältnisse geschaffen, unter denen eine kontrollierte Umsetzung der in der Zuluft enthaltenen organischen Verunreinigung stattfindet.
  • Ein noch besserer Wirkungsgrad wird bei derjenigen Ausführungsform der Erfindung erzielt, bei welcher der Katalytstrahler einen Anschluß besitzt, der mit einem Vormischer verbunden ist, in dem Verbrennungsgas und Zuluft miteinander vermischt werden. Diese bereits vor Eintritt in den Katalytstrahler stattfindende Vermischung aus Verbrennungsgas und schadstoffhaltiger Zuluft fördert die katalytisch aktivierte Oxidation der organischen Verunreinigungen, so daß ein höherer Umsetzungsgrad erreicht wird.
  • Zur konvektiven Erwärmung der zu trocknenden Gegenstände kann ein Gebläse vorgesehen sein, mit dem die Luft im Trockenraum umwälzbar ist.
  • In denjenigen Fällen, in denen bei einer einmaligen Passage der Zuluft durch die katalytisch aktive Schicht eines Katalytstrahlers noch keine ausreichende Reinigung erzielt wird, kann eine Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden, bei welcher der Trockner mehrstufig ausgebildet ist, wobei jede Stufe in der in einem der Ansprüche 1 bis 4 beschriebenen Weise ausgebildet ist und der Anschluß für Abluft der jeweils stromauf gelegenen Stufe mit dem Anschluß für Zuluft der jeweils stromab gelegenen Stufe verbunden ist. Auf diese Weise durchläuft die dem Trockner zugeführte Zuluft beim Durchgang durch den Trockner mehrfach eine katalytisch aktive Schicht eines Katalytstrahlers mit der Folge, daß die Umsetzung der organischen Verunreinigungen vollständiger gelingt. Grundsätzlich können beliebig viele derartige Stufen vorgesehen werden, bis der gewünschte Reinigungsgrad erreicht ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zum Betreiben eines Trockners der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem die in dem Trockner enthaltenen Katalytstrahler gezielt und kontrollierbar zur Reinigung der dem Trockner zugeführten Zuluft eingesetzt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein im Patentanspruch 6 angegebenes Verfahren gelöst.
  • Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen sinngemäß den oben genannten Vorteilen des erfindungsgemäßen Trockners.
  • Zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 6 bis 10 angegeben. Auch die hiermit erzielbaren Vorteile finden ihre Entsprechung in oben genannten Vorteilen bestimmter Ausführungsformen des Trockners.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
    • Figur 1:
    schematisch einen zweistufigen Trockner zur Verwendung in einer Lackieranlage für Fahrzeugkarosserien;
    Figur 2:
    einen schematischen Schnitt einen Katalytstrahler, wie er in dem Trockner der Figur 1 Verwendung findet;
    Figur 3:
    den Katalytstrahler der Figur 2 in Kombination mit einem Vormischer, der wahlweise bei dem in Figur 1 dargestellten Trockner eingesetzt werden kann.
  • Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Der insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Trockner umfasst ein Gehäuse 2 mit einer Außenwand 2a und einer Innenwand 2b. Die Innenwand 2b des Gehäuses 2 umschließt einen Trockenraum 3, der durch eine Einrichtung 4, z. B. eine Trennwand, in zwei lufttechnisch voneinander getrennte Teilräume 3a und 3b unterteilt ist. Frisch lackierte Fahrzeugkarosserien werden durch in der Zeichnung nicht dargestellte Schleusen, von links kommend, in den Teilraum 3a mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Fördersystemes eingebracht, von diesem durch eine in der Einrichtung 4 vorgesehene Schleuse in den Teilraum 3b überführt und verlassen das Gehäuse 2 des Trockners 1 durch eine weitere in der Zeichnung nicht dargestellte Schleuse.
  • In die Innenwand 2b des Gehäuses 2, und zwar bevorzugt sowohl in deren Seitenwänden als auch in der Deckenwand, sind mehrere Katalytstrahler 5 eingesetzt, derart, daß sie mit ihrer strahlenden Fläche den Teilräumen 3a und 3b des Trockenraumes 3 zugewandt sind. Die Bauweise dieser Katalytstrahler 5 geht aus der schematischen Figur 2 hervor. Wie diese zeigt, umfasst jeder Katalytstrahler 5 ein Außengehäuse 6 sowie ein Innengehäuse 7, zwischen denen ein als Luftführung dienender Durchströmungsspalt 8 verbleibt. Das Außengehäuse 6 und das Innengehäuse 7 sind an der in Figur 2 unteren, im Betrieb dem Trockenraum 3 zugewandten Seite offen.
  • Das Innengehäuse 7 des Katalytstrahlers 5 enthält von oben nach unten eine Gasverteileinrichtung 9, in welche eine Gaszuführleitung 10 einmündet, eine Isolationsschicht 11, eine elektrische Vorheizung 12 sowie eine katalytisch aktive Schicht 13, die auf der in Figur 2 nach unten weisenden Seite freiliegt.
  • In den Durchströmungsspalt 8 zwischen dem Außengehäuse 6 und dem Innengehäuse 7 mündet ein Luftzuführstutzen 14.
  • Der gesamte Katalytstrahler 5 ist durch die Wahl der verwendeten Materialien hochtemperaturbeständig gestaltet, benötigt also auch bei Betriebstemperaturen von beispielsweise 250 bis 300°C keine Kühlluft.
  • Wie Figur 1 zeigt, wird den im Teilraum 3a des Trockenraumes 3 angeordneten Katalytstrahlern 5 über eine Leitung 15 und Zweigleitungen 15a, 15b, die an die entsprechenden Luftzuführstutzen 14 der Katalytstrahler 5 angeschlossen sind, Zuluft zugeführt. Diese Zuluft kann z. B. lösemittelbeladene Abluft aus einer dem Trockner 1 zugeordneten Abdunstzone oder leicht geruchsbelastete Abluft aus einer kataphoretischen Tauchlackieranlage sein.
  • Die in dem Teilraum 3a des Trockenraums 3 enthaltene Luft läßt sich über eine Leitung 16, in der ein Gebläse 17 liegt, umwälzen. Von der Leitung 16 zweigt eine weitere Leitung 18 ab, die zu den Luftzuführstutzen 14 der in dem zweiten Teilraum 3b des Trockenraumes 3 angeordneten Katalytstrahler 5 führt. Auch dem Teilraum 3b ist eine Umwälzleitung 19 zugeordnet, in der ein weiteres Gebläse 20 liegt. Von der Umwälzleitung 19 führt eine Abluftleitung 21 zur Außenatmosphäre.
  • Der oben beschriebene Trockner 1 funktioniert wie folgt:
  • Zu Betriebsbeginn werden die katalytisch aktiven Schichten 13 der verschiedenen Katalytstrahlen 5 mit Hilfe der elektrischen Vorheizungen 12 auf eine Temperatur von ca. 150 bis 200° C vorgewärmt, die zur katalytischen Oxidation des Verbrennungsgases erforderlich ist. Nun wird den Katalytstrahlern 5 in beiden Teilräumen 3a, 3b des Trockenraumes 3 über die jeweiligen Gaszuführleitungen 10 Verbrennungsgas zugeführt. Dieses wird in dem entsprechenden Katalytstrahler 5 durch die Gasverteileinrichtung 9 über den gesamten Strömungsquerschnitt vergleichmäßigt, durchsetzt die Isolierschicht 11, die aufgrund ihres Strömungswiderstandes ebenfalls einen Beitrag zur Vergleichmäßigung der Gasströmung leistet, und gelangt sodann in die vorgewärmte katalytisch aktive Schicht 13.
  • An deren äußerer, in Figur 2 nach unten gerichteter Oberfläche trifft die Zuluft, die über die jeweiligen Luftzuführstutzen 14 und den Durchströmungsspalt 8 geflossen ist und die durch einwärts gebogene Randflansche 22 des Außengehäuses 6 eine Hauptströmungsrichtung parallel zur Oberfläche der katalytisch aktiven Schicht 13 erhalten hat, auf das Verbrennungsgas. Es findet nunmehr die katalytische Reaktion mit dem flächig ausströmenden Verbrennungsgas statt, wobei die katalytisch aktive Schicht auf eine Betriebstemperatur von etwa 600° C aufgeheizt wird. Die heiße Außenfläche der katalytisch aktiven Schicht 13 emittiert nunmehr Infrarot-Strahlung im langwelligen Bereich. Nach Erreichen der Betriebstemperatur wird die elektrische Vorheizung 12 abgeschaltet.
  • Im einzelnen sind die Luftwege in dem in Figur 1 dargestellten Trockner 1 wie folgt:
  • Die über die Leitung 15 zugeführte, beispielsweise aus der Abdunstzone stammende und mit organischen Substanzen belastete Luft gerät in den Katalytstrahlern 5, die dem in Figur 1 linken Teilraum 3a zugeordnet sind, in Kontakt mit den Verbrennungsgasen und reagiert mit diesen katalytisch. Dabei wird auch ein Teil der mit dieser Luft zugeführten organischen Verunreinigungen oxidiert. Die Luft im Teilraum 3a wird mit Hilfe des Gebläses 17 umgewälzt und über die Leitung 18 ein Luftstrom abgezogen, der - umgerechnet auf die gleiche Temperatur-derjenigen Luftmenge entspricht, die über die Leitung 15 zugeführt wird.
  • Die durch das Gebläse umgewälzte Luft überströmt auch den zu trocknenedne Gegenstand und erwärmt diesen konvektiv. Die Menge der umgewälzten Luft bestimmt neben deren Temperatur die übertragene Energiemenge.
  • Die Katalytstrahler 5 übertragen auf den zu trocknenden Gegenstand Energie in Form von Infrarotstrahlung. Diese Energiemenge wird u.a. durch die Verbrennungsgasmenge, die durch die Leitungen 10 zugeführt wird, und durch den Abstand zwischen dem zu trocknenden Gegenstand und den Katalytstrahlern 5 bestimmt.
  • Entsprechend dem zu trocknenden Gegenstand kann durch Variation der Umluftmenge sowie durch Leistungseinstellung der Katalytstrahler 5 und durch den Abstand zwischen dem zu trocknenden Gegenstand und den Katalytstrahlern 5 das Verhältnis vaiiert werden, in dem die Wärmezufuhr durch Strahlung und durch Konvektion erfolgt. Dabei sind zwei Grenzfälle denkbar: Bei einem sehr kleinen Abstand zwischen Gegenstand und Katalytstrahler und sehr geringer Umwälzmenge von Luft mit niedriger Temperatur nähert sich der durch Strahlung erfolgte Anteil der Wärmeübertragung 100%. Bei sehr großem Abstand zwischen Gegenstand und Katalytstrahlern 5 und niedriger Leistung der Katalytstrahler 5 sowie bei hoher Umluftmenge und hoher Umlufttemperatur nähert sich der Anteil der konvektiven Wärmeübertragung 100%.
  • Die auf diese Weise in gewissem Umfang von organischen Substanzen befreite Luft wird über die Leitung 18 den Katalytstrahlern 5 zugeführt, die dem in Figur 1 rechten Teilraum 3b des Trockenraumes 3 zugeordnet sind. Dort findet in ähnlicher Weise eine Reaktion der mitgeführten organischen Verunreinigungen an den katalytischen Schichten 13 statt. Resultat ist, daß die mittels des Gebläses 20 und über die Leitung 19 umgewälzte Luft im Teilraum 3b des Trockenraumes weitgehend von organischen Substanzen befreit ist, so daß die über die Leitung 21 abgeführte Luft in die Außenatmosphäre entlassen werden kann.
  • Selbstverständlich ist es möglich, die Zahl der Reinigungsstufen, die jeweils voneinander getrennte Lufträume und Umwälzeinrichtungen umfassen, bei Bedarf zu erhöhen, um einen höheren Reinigungsgrad der Luft zu erzielen.
  • In Figur 3 ist eine zweite Art dargestellt, wie die Katalytstrahler 5 mit Zuluft versorgt werden können. Der Katalytstrahler 5 der Figur 3 stimmt mit demjenigen der Figur 2 identisch überein. Über die Gaszuführleitung 10 wird jedoch kein reines Verbrennungsgas, sondern eine Mischung aus schadstoffbehafteter Zuluft und Verbrennungsgas ins Innere des Katalytstrahlers 5 eingeleitet. Diese Mischung wird in einem Vormischer 23 hergestellt, dem über eine erste Leitung 24 Verbrennungsgas und über eine zweite Leitung 25 schadstoffhaltige Abluft zugeführt wird.
  • Eingebaut in den Trockner 1 der Figur 1, sind die Leitungen 25 der Vormischer 23 der Katalytstrahler 5, die dem linken Teilraum 3a des Trockenraumes 3 zugeordnet sind, parallel zu den Zweigleitungen 15a, 15b an die Leitung 15 angeschlossen, über welche die schadstoffbehaftete zuluft von der Abdunstzone kommt, während die Leitungen 25, die dem in Figur 1 rechten Teilraum 3b des Trockenraumes 3 zugeordnet sind, parallel zu den Leitungen 18a, 18b an die bereits vorgereinigte Luft führende Leitung 18 angeschlossen sind.
  • Das Verhältnis, in welchem das Verbrennungsgas 24 in den Vormischern 23 mit Luft vermischt wird, wird so eingestellt, daß entsprechend der Schadstoffbelastung der Luft eine möglichst vollständige katalytische Oxidation der Schadstoffe stattfindet. In entsprechender Weise kann auch experimentell bestimmt werden, welcher Anteil der schadstoffbehafteten Luft über die Leitung 25 dem Vormischer und welcher Anteil über den Luftzuführstutzen 14 dem Katalytstrahler 5 zugeführt wird.

Claims (10)

  1. Trockner für Gegenstände, insbesondere für Fahrzeugkarosserien, mit
    a) einem Gehäuse (2), in dem ein die Gegenstände aufnehmender Trockenraum (3) ausgebildet ist;
    b) einem Anschluß (15) für Zuluft;
    c) einem Anschluß (21) für Abluft;
    d) mindestens einem Katalytstrahler (5), der seinerseits aufweist:
    da) mindestens einen Anschluß (10) für Verbrennungsgas;
    db) eine katalytisch aktive Schicht (13), welcher das Verbrennungsgas zugeführt wird;
    dc) mindestens einen Anschluß (14) für Verbrennungsluft, der über eine Luftführung (8) mit der katalytisch aktiven Schicht (13) verbunden ist;
    dadurch gekennzeichnet, daß
    e) der Anschluß (15) des Trockners (1) für Zuluft ausschließlich mit dem Anschluß (14) des Katalytstrahlers (5) für Verbrennungsluft verbunden ist, derart, daß abgesehen von unvermeidlichen Leckagen des Gehäuses (2) die gesamte Zuluft als Verbrennungsluft über den Katalytstrahler (5) geführt wird;
    f) der Katalytstrahler (5) in dem Sinne hitzebeständig ausgeführt ist, daß er keiner Luftkühlung bedarf; und
    g) die Luftführung (8) derart ausgebildet ist, daß die durch den Anschluß (14) geleitete Zuluft bei deren Austritt mit einer Hauptströmungsrichtung parallel zur Oberfläche der katalytisch aktiven Schicht (13) geleitet wird.
  2. Trockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Katalytstrahler (5) einen Anschluß (14) besitzt, über den ihm ausschließlich Zuluft zugeführt wird.
  3. Trockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalytstrahler (5) einen Anschluß (10) besitzt, der mit einem Vormischer (22) verbunden ist, in dem Verbrennungsgas und Zuluft miteinander vermischt werden.
  4. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein Gebläse (17) aufweist, mit dem die Luft im Trockenraum (3) umwälzbar ist.
  5. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß er mehrstufig ausgebildet ist, wobei jede Stufe in der in einem der Ansprüche 1 bis 4 beschriebenen Weise ausgebildet ist und der Anschluß für Abluft der jeweils stromauf gelegenen Stufe mit dem Anschluß für Zuluft der jeweils stromab gelegenen Stufe verbunden ist.
  6. Verfahren zum Betreiben eines Trockners für Gegenstände, insbesondere Fahrzeugkarosserien, bei dem
    a) die zu trocknenden Gegenstände in einen Trockenraum (3) im Gehäuse (2) des Trockners (1) eingebracht werden;
    b) die zu trocknenden Gegenstände in dem Trockenraum (3) einer Infrarotstrahlung ausgesetzt werden, die von einem Katalytstrahler (5) erzeugt wird, dessen katalytisch aktiver Schicht (13) Verbrennungsgas und Verbrennungsluft zugeführt werden;
    c) dem Trockenraum (3) ständig Zuluft zugeführt und Luft entnommen wird;
    dadurch gekennzeichnet, daß
    d) die gesamte dem Trockenraum (3) zugeführte Zuluft, abgesehen von unvermeidlichen Leckagen des Gehäuses (2) des Trockners (1), als Verbrennungsluft über die katalytisch aktive Schicht (13) des Katalytstrahlers (5) geführt wird;
    e) ein Katalytstrahler (5) verwendet wird, der in dem Sinne hitzebeständig ausgebildet ist, daß er keiner Kühlung bedarf; und
    f) Zuluft mittels einer Luftführung (8) bei deren Austritt mit einer Hauptströmungsrichtung parallel zur Oberfläche der katalytisch aktiven Schicht (13) geführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens ein Teil der Zuluft bereits vor Eintritt in den Katalytstrahler (5) mit dem Verbrennungsgas vermischt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß die einer ersten Stufe des Trockners entnommene Abluft mindestens einer nachgeschalteten Stufe des Trockners als Zuluft zugeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
    gekennzeichnet, daß die zu trocknenden Gegenstände zusätzlich konvektiv durch einen umgewälzten Luftstrom erwärmt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Verhältnis der durch Strahlung und der durch konvektive Erwärmung in die zu trocknenden Gegenstände eingebrachten Wärme variabel ist.
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