CN114433451A - 通过级联的热输入装置干燥工件的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于干燥工件、例如上漆之后的车身的装置(10)和方法。所述装置(10)在此具有至少两个加热区(20、30)。在具有较高温度要求的加热区(30)中抽走排气并且将所述排气作为输入空气输入具有较低的温度要求的加热区(20)中。由于较热的加热区(30)的排气仍具有足够高的温度，因此可以省去具有较低温度的加热区(20)中的热交换器。由此能够节省构造空间、能量和成本。

Description

通过级联的热输入装置干燥工件的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于干燥工件的装置和方法，其中，所述工件运动通过至少两个加热区。较热的加热区的排气被输入较冷的加热区中。

背景技术

涂漆的工件必须进行干燥。为此通常将所述工件置入也被称为干燥通道的干燥设备中，所述工件在那里在加热区域中逐渐被加热到干燥温度。实际的干燥过程以达到目标温度为条件，所述目标温度被保持最小时间。这主要发生在保持区中。接着使工件在冷却区域中逐渐冷却。加热区域和冷却区域分别可以具有多个区，所述区分别被输入独立地被调温的空气。针对干燥设备的测量参量为传递的热量和用于在工件表面上进行热传递所需的最低循环空气量。

迄今在加热区域中规定，给每个加热区对应配置热交换器，所述热交换器调节输入的空气流的温度。所述热量来自电能、借助燃烧化石燃料或从工艺废气中回收。

加热的空气借助空气输送装置、例如风机输入加热区中。所述空气输送装置产生区段性地被需要的空气流。由于必须确保干燥空气的连续的、始终被调节温度的伴流(Nachstrom)，因此将空气从相应的加热区中输出并且全部或者部分地重新输入热交换器中和/或彻底地从设备中输出。因此，每个加热区必须具有热交换器或者空气输送装置，由此产生了明显的位置空间耗费和资源耗费，并且由此也产生了成本。

这尤其是在车辆制造中实变得更加困难，因为现代的车身变得越来越复杂并且因此难以在传统的干燥设备中加热。恰恰电动车辆由于加强的侧向碰撞保护而对在干燥过程中的加热具有较高的要求。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种干燥装置或者一种干燥方法，从而尤其是优化热交换器和空气输送装置的数量和尺寸设计。

本发明的技术问题通过一种用于干燥工件的装置和一种用于干燥工件的方法解决。

按照本发明的用于干燥工件的装置设计具有至少两个加热区，其中，第一加热区提供比第二加热区更低的温度范围。所述装置的特征在于，第一加热区设计具有第一空气输送装置并且第二加热区设计具有热交换器、第二空气输送装置和排气装置，并且所述第二加热区的排气装置这样与第一加热区连接，使得第二加热区的排气至少部分地借助第一空气输送装置输入第一加热区中。

按照本发明的装置由此可以是干燥通道的部件或一部分。所述干燥通道可以分别具有自身的热交换器的其它加热区和/或多个以按照本发明的方式相互连接的加热区。

第一加热区在干燥装置中参照工件的通过方向布置在第二加热区之前，即先被工件通过。温度在此比在第二加热区中低。第一和第二加热区优选可以相邻地布置，然而可以在所述第一和第二加热区之间设置一个或者多个加热区和/或(中间)保持区。工件例如可以是车身，然而也可以是任何经历了必须在温度作用下干燥的表面涂层的其他工件。

为了给第二加热区加热干燥空气流设置有热交换器，所述热交换器的热量既可以专门产生，也可以通过从工艺废气中回收来获取。借助例如可以设计为风机的第二空气输送装置将加热的空气输入到第二加热区中。热交换器和第二空气输送装置可以单独地设置或者设置在共同的机组中。

加热的空气现在在第二加热区中借助分配装置分配到待干燥的工件周围。所述分配可以逐层地和/或逐点地实现。待干燥的工件优选符合需求地从所有方向被加热的空气围绕吹拂，即空气流与待干燥的工件和所需的干燥过程适配。

在此有利的是，输入的加热的空气在流出分配装置之前导引通过分离器，以便防止将异物输入并且分布到待干燥的工件上。然而该分离器也可以设置在其它位置上。

在第二加热区中设置有排气装置，以便使干燥空气在绕流待干燥的工件之后被输出。所述排气装置能够逐层地和/或逐点地将干燥空气从第二加热区中输出。优选通过排气装置抽吸干燥空气。

第二加热区的排气装置与第一加热区连接，以便将第二加热区输出的干燥空气至少部分地输入所述第一加热区。第一加热区在此具有第一空气输送装置，以便将空气流输送至第一加热区中。该第一空气输送装置也可以设计为风机。第二加热区的排气在此不必完全地被输入第一加热区，也可以规定，将所述排气部分地从装置中输出。

所述空气优选通过分配装置在第一加热区中被分配。该分配装置也可以将空气逐层地和/或逐点地输入第一加热区中并且有利地也具有分离器，以便去除第二加热区的排气中的异物。

来自第二加热区的排气尽管具有比其在通过那里的热交换器进行温度调节时更低的温度，然而所述排气仍是被充分调节温度的，以便被提供给具有更低温度要求的加热区。所述具有更低温度要求的加热区可以是相邻的加热区，然而也可以是装置的加热区域中的任意其它加热区，第二加热区的排气温度对于所述其它加热区足够用于加热工件。如果(中间)保持区设置具有更低的温度要求，则第二加热区的排气的一部分也可以可选地输入该(中间)保持区中。

第一和第二加热区之间的配合作用、即把第二加热区的排气输入第一加热区中在以下也被称为级联(或者说级联机构)。如已经阐述的，用于干燥工件的装置可以设计具有多个级联或者说级联机构。

通过在温度要求较低的加热区重复使用热的废气，可以省去该加热区中的热交换器。由此能够显著节省运行成本和构造空间。由于在第一加热区中省去了热交换器，因此在输入的空气和第一加热区中的空气之间存在较低的压差，该差压必须通过第一空气输送装置克服。由此也能够根据所需的循环空气流将第一空气输送装置设计得比在输入未加热的或者较少地加热的空气时所需的更小。另一个优点在于，输入第一加热区的空气和待加热的工件之间的温度差较小，从而产生工件的更低的热载荷。

在本发明的第一优选设计方案中规定，第一加热区具有排气装置，所述排气装置与第二加热区这样连接，使得第一加热区的排气至少部分地输入第二加热区的热交换器中。由于第一加热区的排气仍具有相对较高的温度，因此被证实为有利的是，将该排气输入第二加热区的热交换器中并且加热至在那里所需的温度。与输入和加热未调节温度的空气相比，能够以此方式显著节省能量。为了输出第一加热区的排气，设置有排气装置并且所述排气装置与第二加热区、尤其是所述第二加热区的热交换器连接。第一加热区的空气可以通过排气装置逐层地和/或逐点地从第二加热区中输出、尤其是抽吸。

本发明的另一设计方案为，所述装置具有其它加热区，所述其它加热区提供比第一加热区低的温度范围，所述其它加热区具有其它空气输送装置并且第一加热区的排气装置与所述其它加热区这样连接，使得第一加热区的排气至少部分地借助所述其它空气输送装置输入其它加热区中。

除了第一和第二加热区之外设置有其它加热区，所述其它加热区的温度要求比第一加热区的温度要求低。待干燥的工件在输入其它两个加热区之前首先通过该其它加热区。如已经参照第一和第二加热区所述的，第一、第二和其它加热区不必分别彼此相邻，即使这完全是有利的。

其它加热区也具有空气输送装置，以便将加热的空气流输入其它加热区中。该第一加热区的排气装置提供第一加热区的排气，从而第一加热区的排气借助其它空气输送装置至少部分地被输入其它加热区中。关于第一和第二加热区所述的内容在其它加热区中的空气分配方面是适用的。该设计方案使得能够省去其它热交换器。

其它加热区可以如第一加热区那样具有排气装置。从其它排气装置中输出的空气可以至少部分地输入其它加热区的热交换器中。

然而也可以规定，以具有更高的温度要求的加热区的排气加载分别具有更低的温度要求的其它加热区以便省去其它热交换器。为此的条件是，所述排气分别仍具有足够的温度用于待供应的加热区。由此能够任意地延长级联机构。

所述装置备选地或者附加地可以具有入口闸室(或称为入口闸、入口隔离室)，所述入口闸室这样与第一加热区的排气装置和/或其它加热区的排气装置连接，使得第一加热区的排气和/或其它加热区的排气至少部分地输入入口闸室中。因此能够使用第一和/或其它排气区的排气在用于干燥工件的装置的入口闸室中就已经提供适宜的入口温度，而不必为此提供自身的热交换器。根据当前的压力关系和可能需要的空气流，可能在入口闸室中需要空气输送装置。第一和/或其它加热区的排气可以是针对入口闸室的唯一的输入空气，然而所述排气也可以与新鲜空气混合地输入入口闸室。

在按照本发明的装置的另一设计方案中，该装置具有用于后燃的装置，所述用于后燃的装置用于将排气输入至少一个加热区中。在干燥过程期间或者工件通过加热区期间能够由工件并且尤其是由工件的待干燥的涂层、例如漆中逸出有机化合物(也被称为VOC，volatile organic compound，挥发性有机成分)。用于后燃的装置用于将这些有机化合物从排气中去除。为此，废气在500℃以上的温度中进行燃烧。可以将一个或者多个或者每个所述的加热区的空气、至少将不是为了其它用途而输入所述装置中的份额输入用于后燃的装置。

用于后燃的装置优选与第二加热区的热交换器连接，从而使所述用于后燃的装置的排气输入第二加热区的热交换器中。用于后燃的装置的排气能够依此方式用于加热第二加热区的输入空气，从而能够降低用于加热第二加热区的输入空气的能量需求。

所述装置的一种同样有利的扩展设计为，在入口闸室和相邻的加热区之间和/或分别在两个相邻的加热区之间设计有区域分隔部。区域分隔部在最简单的情况下可以理解为闸室，以便阻止或者至少减少相邻的区之间的空气交换和温度交换，以便由此沿着用于干燥工件的装置保持期望的温度状态。这也有助于进一步地节省能量。相邻的加热区与之相关地可以是第一和第二加热区和/或在第一和其它加热区直接相邻时为第一和其它加热区，然而也包括不属于按照本发明的级联机构的部分的加热区或者必要时的(中间)保持区。

在区域分隔部上、在空气输送装置前方或者后方和/或在第二加热区的热交换器上可以布置用于输入新鲜空气的装置。这可以涵盖沿着用于干燥工件的装置的任意的区域分隔部和每个在那里使用的空气输送装置。用于进行新鲜空气输入的装置用于将来自周围环境的新鲜空气输入干燥空气流中。这可以在温度适配的范畴中进行，然而也可以是为了替代从系统中输出的空气。新鲜空气可以在所述位置上输入循环空气回路并且优选通过混合装置与所述循环空气回路混合。新鲜空气可以可选地导引经过热交换器并且被调节温度，或者用于输入新鲜空气的装置可以对新鲜空气进行预热。第二加热区的热交换器处的用于输入新鲜空气的装置可以布置在那里的热交换器前方或者集成在该热交换器中。

作为所述设计方案的备选或者附加方案，按照本发明的装置可以具有保持区，所述保持区提供了用于干燥工件的定义的温度范围，其中，所述保持区具有保持区热交换器、第一保持区空气输送装置和保持区排气装置，并且所述保持区具有第二保持区空气输送装置，并且所述保持区排气装置这样与第二保持区空气输送装置连接，使得保持区排气装置的排气至少部分地借助第二保持区空气输送装置重新输入保持区和/或所述保持区排气装置这样与加热区的空气输送装置连接，使得保持区排气装置的排气至少部分地借助加热区的空气输入装置输入该加热区中。

级联机构也可以设计在保持区内和/或交叠地设计在保持区和加热区之间。

定义的温度范围应当理解为必须在最小时间上被保持用以干燥工件的温度区间。这可以是干燥设备内的最高的温度范围，然而也可以期望在保持区中提供较低的温度范围。在该设计方案的第二备选方案的范围中以此为出发点，即定义的温度范围至少比应将当保持区的排气输入至其中的至少一个加热区的温度高。

如果例如来自保持区的排气的温度损耗与所述保持区的入口温度相比非常低，则温度可能仍足够高，从而保持区的排气能够重新输入所述保持区中。干燥空气为此借助保持区热交换器升高至所需的温度并且借助第一保持区空气输送装置输入保持区中。设置在那里的保持区排气装置将空气从保持区中输出并且所述保持区排气装置与第二保持区空气输送装置连接，所述第二保持区空气输送装置将保持区的排气至少部分地重新输入保持区中。这种变型方案也可以有利地在保持区的排气能够在其起始处或者终止处重新输入时使用，在所述起始处或者终止处在直接地与加热区域或者冷却区域相邻时比保持区的其余区域的温度略低的温度不会造成损害。

此外，保持区可以具有第二保持区排气装置，所述第二保持区排气装置将保持区的排气输入所述保持区的热交换器或者后燃装置中。

保持区排气装置备选地或者附加地可以与存在于用于干燥工件的装置中的加热区的其中一个加热区的任意的空气输送装置连接并且将保持区排气输入该空气输送装置中。这尤其适用于不具有自身的热交换器的加热区。

级联地输入干燥空气的原理原则上也可以仅设置用于保持区。

本发明还涉及一种方法，在所述方法中，工件运动通过至少两个加热区，其中，第一加热区提供比第二加热区低的温度范围，干燥空气被加热并且被输入第二加热区中，并且第二加热区的排气被输入第一加热区中。即较热的加热区的排气在没有进一步被加热的情况下输入较冷的加热区中。优选可以通过以上公开的装置执行所述方法。

通过按照本发明的装置和按照本发明的方法能够在干燥装置内相助地降低热交换器的数量，从而降低用于这种设备的位置空间需求和成本。此外明显降低了所述设备的能量需求。此外可以将空气输送装置的尺寸设计得更小。当在相邻的加热区中进出线较低的温度差时，根据设备中的温度状态的具体设计方案能够在工件上产生更低的热载荷。

本发明的在本申请中提到的各种实施方式只要没有单独地另作说明则能够有利地相互组合。

附图说明

以下在实施例中根据附图阐述本发明。在附图中：

图1示出了按照本发明的装置的示例性的设计方案的示意性的概览图，并且

图2示出了按照本发明的级联机构的细节视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了按照本发明的用于干燥工件、尤其是上漆之后的车身的装置10可以如何设计。所述工件从左向右通过装置10。

装置10构造为具有四个加热区20、30、70.1和70.2、保持区60、冷却区76.1、76.2、76.3、入口闸室50、出口闸室74以及另外的闸室78的干燥通道。加热区70.1和70.2是根据传统类型的加热区并且分别与另外的热交换器72连接。加热的空气通过向加热区70.1和70.2中的输入或者交换由双箭头表示。

入口闸室50和出口闸室74被供应来自热交换器72的加热的输入空气。在图1中最左侧示出的第一热交换器72a获取新鲜空气56，所述新鲜空气随即被输入整个系统中。

干燥通道10设计具有保持区60和用于后燃的装置54，从而能够通过后燃装置清洁保持区60的排气。用于后燃的装置54的排气沿着热交换器72导引至第一热交换器72a，以便在那里加热新鲜空气56并且接着向外输出所述新鲜空气。

在加热区20和30以及相邻的闸室50和78之间分别标出了区域分隔部52，所述区域分隔部也可以设置在干燥通道10的其余区段之间。所述区域分隔部应当防止各个单独的区之间的过大程度的空气-和温度平衡。

在第一和第二加热区20、30的区域中以及在保持区60的区域中分别示出了级联机构K。在此可以看到，第一和第二加热区20、30之间的级联机构的排气也而被输入从第一热交换器72a流向闸室50和74的空气流中。

干燥通道10的设计方案在此仅应当理解为示例性的，所述干燥通道可以具有更多或者更少的加热区或者冷却区，加热区同样可以可选地将其排气输入用于后燃的装置54中。同样可以设置中间保持区。

图2以简化的形式示出了级联机构K、即第一加热区20、第二加热区30和其它加热区40之间的级联机构。所述级联机构也可以以相似的方式、尤其是如图2所示的针对第一和第二加热区20、30那样地设计在保持区60内。在这种情况下省去了区域分隔部52。

为了给加热区20、30、40供给加热的空气，将过程空气和新鲜空气56输入热交换器32中，所述热交换器的热量例如可以由用于后燃的装置54提供。加热的干燥空气随即通过第二空气输送装置34输入第二加热区30中。热交换器32和第二空气输送装置34在此安设在共同的机组中，所述机组还可以具有自身的内部的新鲜空气输入56。来自机组或者供输入装置的排气80可以可选地向第二加热区30输出。加热的干燥空气被导引通过具有分离器92的分配装置90，所述分配装置根据需求分配第二加热区30中的干燥空气。分离器92防止异物进入第二加热区30到达待干燥的工件上。

第二加热区30的排气装置36接着抽吸干燥空气。排气装置与第一加热区20的第一空气输送装置22连接，从而能够以此方式将来自第二加热区30的排气输入第一加热区20中。所述第一加热区具有比第二加热区低的温度要求。在此也借助具有分离器92的分配装置90分配加热区20中的空气。

第一加热区20还具有第一排气装置24，所述第一排气装置从第一加热区20抽走干燥空气并且部分地输入第二加热区30的热交换器32。另一部分被输入具有比第一加热区20更低的温度要求的其它加热区40中。所述干燥空气被其它空气输送装置42导引至其它加热区40中，所述干燥空气在那里由具有分离器92的分配装置90分配。其它加热区40具有其它排气装置44，干燥空气能够由所述其它排气装置从其它加热区40中抽走。所述干燥空气至少部分地被输入热交换器32中。

沿着加热区20、30、40及其部件之间的表示为箭头的空气导引标出了可选的新鲜空气输入56和用于排气80的可能的出口点80。

在加热区20、30之间设置有区域分隔部52，所述区域分隔部可以被打开以供待干燥的工件通过。在此也实现了各区之间的最小的空气交换，该空气交换由水平的双箭头示出。在区域分隔部52上也可以可选地设置进行新鲜空气输入56。

附图标记清单

10 用于干燥工件的装置

20 第一加热区

22 第一空气输送装置

24 第一排气装置

30 第二加热区

32 热交换器

34 第二空气输送装置

36 第二排气装置

40 其它加热区

42 其它空气输送装置

44 其它排气装置

50 入口闸室

52 区域分隔部

54 用于后燃的装置

56 新鲜空气输入

60 保持区

62 第一保持区热交换器

64 保持区空气输送装置

66 保持区排气装置

68 第二保持区空气输送装置

70 另外的加热区

72 另外的热交换器

74 出口闸室

76 冷却区

78 另外的闸室

80 排气

90 分配装置

92 分离器

K 级联机构

Claims (10)

1.一种用于干燥工件的装置(10)，所述装置设计具有至少两个加热区，其中，第一加热区(20)提供比第二加热区(30)更低的温度范围，其特征在于，

-所述第一加热区(20)设计具有第一空气输送装置(22)，

-所述第二加热区(30)设计具有热交换器(32)、第二空气输送装置(34)和排气装置(36)，

-所述第二加热区(30)的排气装置(36)与第一加热区(20)这样连接，使得所述第二加热区(30)的排气至少部分地借助第一空气输送装置(22)输入所述第一加热区(20)中。

2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述第一加热区(20)具有排气装置(24)，所述排气装置与第二加热区(30)这样连接，使得所述第一加热区(20)的排气至少部分地输入第二加热区(30)的热交换器(32)中。

3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述装置具有其它加热区(40)，所述其它加热区提供比第一加热区(20)低的温度范围，所述其它加热区(40)具有其它空气输送装置(42)并且第一加热区(20)的排气装置(24)与所述其它加热区(40)这样连接，使得所述第一加热区(20)的排气至少部分地借助所述其它空气输送装置(42)输入所述其它加热区(40)中。

4.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征在于，所述装置具有入口闸室(50)，所述入口闸室这样与所述第一加热区(20)的排气装置(24)和/或其它加热区(40)的排气装置(44)连接，使得所述第一加热区(20)的排气和/或所述其它加热区(40)的排气至少部分地输入入口闸室(50)中。

5.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征在于，所述装置具有用于后燃的装置(54)，至少一个加热区的排气输入所述用于后燃的装置中。

6.根据权利要求5所述的装置(10)，其特征在于，所述用于后燃的装置(54)与所述第二加热区(30)的热交换器(32)连接，从而使所述用于后燃的装置(54)的排气输入所述第二加热区(30)的热交换器(32)中。

7.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征在于，在所述入口闸室(50)和相邻的加热区之间和/或分别在两个相邻的加热区之间设计有区域分隔部(52)。

8.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征在于，在所述区域分隔部(52)上、在所述空气输送装置(22、34、42、64、68)的前方或者后方和/或在所述第二加热区(30)的热交换器(32)上布置有用于进行新鲜空气输入(56)的装置。

9.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征在于，所述装置具有保持区(60)，所述保持区提供用于干燥工件的定义的温度范围，其中，所述保持区(60)具有保持区热交换器(62)、第一保持区空气输送装置(64)和保持区排气装置(66)，并且

-所述保持区(60)具有第二保持区空气输送装置(68)，并且所述保持区排气装置(66)与所述第二保持区空气输送装置(68)这样连接，使得所述保持区排气装置(66)的排气至少部分地借助第二保持区空气输送装置(68)重新输入所述保持区(60)中，和/或

-所述保持区排气装置(66)与加热区(20、30、40)的空气输送装置(22、34、42、64、68)这样连接，使得所述保持区排气装置(66)的排气至少部分地借助所述加热区(20、30、40)的空气输送装置(22、34、42、64、68)输入所述加热区中。

10.一种用于干燥工件的方法，所述方法尤其通过根据前述权利要求之一所述的装置(10)实施，在所述方法中，工件运动通过至少两个加热区，其中，第一加热区(20)提供比第二加热区(30)更低的温度范围，其特征在于，

-干燥空气被加热并且被输入所述第二加热区(30)中，并且

-所述第二加热区(30)的排气被输入所述第一加热区(20)中。

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