DE2649294C3

DE2649294C3 - Einrichtung zur Ammoniakrückgewinnung aus der Absaugluft einer Entwicklungskammer in Kopiergeräten

Info

Publication number: DE2649294C3
Application number: DE2649294A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 6208 Bad Schwalbach Degenhardt; Hermann Dipl.-Ing. Dr. 6229 Walluf Frank; Gerhard 6204 Taunusstein Marx
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1979-09-06
Also published as: FR2401445A1; DE2649294A1; GB1592074A; JPS5356026A; DE2649294B2; NL7711747A; US4212655A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ammoniakrückgewinnung aus der Absaugkift einer Entwicklungskammer in Kopiergeräten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits ein Verfahren zur Ammoniakrückgewinnung in Kopiergeräten bekannt, nach dem die von einem Entwicklerteil herrührende ammoniakhaltige Absaugluft einer Aufnahmestation zur Entfernung des Ammoniaks aus der Absaugluft zugeführt wird und bei dem das in der Aufnahmestation aufgenommene Ammoniak in einer Abgabestation freigesetzt und dem Entwicklerteil wieder zugeführt wird (DE-OS 23 37 961). Die von Ammoniak weitgehend befreite Absaugluft kann dann als Abluft unbedenklich in die Umgebung entlassen werden. In diesem Zusammenhang ist es weiter bekannt, daß die ammoniakhaltige Absaugluft in der Aufnahmestation durch ein Trägermittel für das Ammoniak geleitet wird und das mit Ammoniak beladene Trägermittel kontinuierlich oder diskontinuier''ch der Abgabestation zugeführt wird. Das in der Abgabestation regenerierte Trägermittel kann wiederum kontinuierlich oder diskontinuierlich der Aufnahmestation zugeführt werden. Bekannt ist es auch, als Trägermittel ein Adsorptionsmittel, insbesondere ein Molekularsieb zu verwenden. Die Aufnahmestation besteht in diesem Fall aus einem oder mehreren ■*'> Adsorptionsgefäßen, die mit dem Adsorptionsmittel gefüllt sind, durch das die Absaugluft zur Adsorption des Ammoniaks geleitet wird. Als Molekularsiebe sind z. B. Metall-Aluminium-Silikau·, insbesondere Natrium-Aiuminium-Silikate vom Typ 3A und 4A (Porengröße 3 und '><> 4 Ä) genannt worden. Da vcn üblichen Molekularsieben Wasser im Vergleich zu Ammoniak relativ begierig aufgenommen wird, wodurch die Poren mit Wassermolekülen besetzt werden können, gehört es bereits zum Stand der Technik, in der Aufnahmestation vor das Molekularsieb ein mit einer anderen Substanz gefülltes Adsorptionsgefäß vorzuschalten, um den größten Teil des Wassers aus der Abluft zu entfernen, bevor sie das Molekularsieb in der Aufnahmestation durchströmt. — Das in der Aufnahmestation mit Ammoniak gesättigte > Molekularsieb wird zur Regeneration, d. h. zur Freisetzung des Ammoniaks in der Abgabestation erwärmt, wobei das freigesetzte Ammoniak dem Entwicklerteil zugeführt wird. Ebenso kann das Wasser in der Abgabestation wieder freigesetzt werden. Zum Ausgleich der Entwicklergas-'-fluste können dem Kreislauf Ammoniak und Wasser neu zugeführt werden. — Das Zuleiten des von Ammoniak befreiten Trägermittels zur erneuten Verwendung in der Aufnahmestation ist bei den relativ teuren Molekularsieben von besondere,-Bedeutung.

Bei dem hiernach bekannten Verfahren und den denkbaren Anordnungen zur Ausübung des Verfahrens besteht das Problem, trotz des chargenweisen Prozesses der Ammoniakaufnahme und Ammoniakabgabe in den Adsorptionsgefäßen für eine kontinuierliche Ammoniakaufnahme bei möglichst geringem Aufwand zu sorgen. Ferner besteht das Problem, das in der Abluft enthaltene Wasser, das durch übliche Molekularsiebe begierig aufgenommen wird, nicht in vollem Umfang wieder dem Entwicklerteil zuzuführen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beiden vorausstehend genannten Probleme zu lösen: Das Ammoniak soll kontinuierlich aus der Absaugluft entfernt werden und das dabei von den Adsorptionsgefäßen aufgenommene Wasser soll so freigesetzt und dem Entwicklungsteil ungeführt werden, daß die Konzentration der Gaskomoonenten in der Entwicklerkammer die zum Entwickeln günstigsten Werte annimmt und behält.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die nach dem Adsorptionsverfahren arbeitende Vorrichtung zur Ammoniakentfernung aus der Abluft und Wiedergewinnung des Ammoniaks für die Entwicklung zeichnet sich generell dadurch aus, daß von keinem flüssigen Trägermittel Gebrauch gemacht werden muß. Die Schwierigkeiten, die bei dem Arbeiten mit Flüssigkeiten auftreten können, wie Flüssigkeitsverluste durch Undichtigkeiten, werden von vorneherein vermieden. Darüber hinaus gelingt es mit der vorliegenden Anordnung, mit nur vier Adsorptionsgefäßen auszukommen und trotzdem das Ammoniak aus der Abluft kontinuierlich mit guter Wirkung zu beseitigen. — In besonders vorteilhafter Weise kann hier aber von zusätzlichen Adsorptionsmitteln abgesehen werden, die lediglich den Zweck haben. Wasser von dem zur Aufnahme des Ammoniaks aus der Absaugluft vorgesehenen Adsorptionsgefäß fernzuhalten, um der Erscheinung zu begegnen, daß übliche Mikrofi'ter außer Ammoniak bevorzugt Wasser aus der Absaugluft aufnehmen. Trotzdem wird durch die hhr getroffenen Maßnahmen erreicht, daß der Entwicklungskammer bzw. dem Entwicklerteil praktisch alles Ammoniak aus der Absaugluft wieder zugeführt werden kann.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann der Entwicklungskammer auch Wasser zugeführt werden, dts zuvor aus der abgesaugten Luft adsorbiert wurde. Hierzu wird die gesamte Anordnung auf fünf umschaltbare Adsorptionsgefäße erweitert, die im einzelnen wie nach Anspruch 2 angegeben, angeordnet sind. Bei dieser Anordnung ist es möglich, der Entwicklungskammer den gewünschten Wasseranteil, jedoch nicht zwangsläufig mehr, zuzuführen, da das Wasser zu einem individuell bestimmbaren Teil statt in die Entwicklungskammer in die Abluft geleitet werden kann, in der es im Unterschied zum Ammoniak nicht stört.

Insgesamt ist nach den Anordnungen nach Anspruch 1 und Anspruch 2 ein gutes Entwicklungsergebnis bei ,geringst möglichem Zusatz an frischem Entwickler möglich.

Besonders zweckmäßige Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 7.

Insbesondere bezieht sich Anspruch 3 auf eine vorteilhafte Umschaltmöglichkeit des Ausgangs jedes

Adsorptionsgefäßes, um nur die gewünschten Gas- bzw. Dampfmengen der Entwicklungskammer zuzuführen.

Die Ansprüche 4 und 5 beinhalten die Kühlungsmittel der Anordnung, wobei wesentlich«; Teile dieser Mittel für alle Adsorptionsgefäße wechselweise wirksam werden. Dadurch kann der Aufwand für die Kühlungsmittel gering gehalten werden.

Zur automatischen Umschaltung der Adsorptionskammern, so daß das Ammoniak kontinuierlich aus der Abluft beseitigt wird, ist die Ausgestaltung nach Anspruch 6 vorgesehen.

Die in der Entwicklungskammer herrschenden Ammoniak- und Wasserkonzentrationen werden selbsttätig nach Anspruch 7 eingeregelt. Eine besonders einfache Steuerung der Anordnung ergibt sich nach Anspruch 8. Bei dieser Anordnung wird die Umschaltung nur dadurch vorgeriommen, daß die Adsorptionsgefäöe um die gemeinsame Achse der Anordnung um einen Schritt weitergeschaltet werden, soweit die Ammoniakkonzentration in der Abluft einen vorbestimmten Betrag überschreitet. Diese Anordnung ist auch deswegen wenig aufwendig und wenig störanfällig, da hier eine vielteilige Anordnung von Klappen und Ventilen entfällt, weil die Steuerung der Eingänge und Ausgänge der Adsorptionsgefäße ebenso wie die Beheizung und Kühlung selbsttätig durch die Drehung der Anordnung aller AdsorptionsgefäiV !^!,,einsam veranlaßt wird, so daß sie in jedem Zeitpunkt mit den richtigen Zu- und Ableitungen sowie mit der Heizenergiequelle und dem Kühlluftstrom in Verbindung stehen.

Zur Zuführung des Kühlluftstromes an die gekühlten Adsorptionsgefäße ist die Anordnung ferner zweckmäßig gemäß Anspruch 9 ausgebildet.

Zur Zuführung des Stromes zur gesteuerten, als Elektroheizung ausgebildeten Heizung von gleichzeitig zwei Adsorptionsgefäßen dient die Ausbildung nach Anspruch 10.

Zur Steuerung der gesamten drehbaren Anordnung dient in relativ wenig aufwendiger Weise die Anordnung nach Anspruch 11.

Ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnungen ist in Anspruch 12 angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit sechs Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Ammoniak- und Adsorptionsmittelkreislaufes,

Fig. 2 einen Längssschnitt durch ein Adsorptionsgefäß zur Aufnahme von Ammoniak und Wasser aus der von der Entwicklungskammer abgesaugten ammoniakhaltigen Luft.

F i g. 3 eine Anordnung mit fünf Adsorptionsgefäßen, um Ammoniak und Wasser von der von einer Entwicklungskammer abgesaugten Luft zu trennen und der Entwicklungskammer wieder zuzuführen,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Anordnung, in der fünf Adsorptionsgefäße als eine drehbare Einheit miteinander verbunden sind,

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie VIII/VII1 in F i g. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie IX/IX in F i g. 4.

In F i g. 1 wird aus der Entwicklungskammer 1 das aus Luft, Wasser und Ammoniak bestehende Entwicklungsgas abgesaugt, um ein Austreten des Entwicklungsgases durch die Ein- und Ausgabeöffnungen für das zu entwickelnde Diazotypiematerial zu verhindern. Dabei wird auch Luft durch diese öffnungen von außen angesaugt (Pfeil 2). Das aus der Entwicklungskammer 1 abgesaugte Entwicklungsgas wird der Aufnahmestation 3 zugeführt (Pfeil 4), die aus einem Adsorptionsgefäß besteht. Die die Aufnahmestation J verlassende Abluft (Pfeil 5) kann noch einer Feinreinigungsstation 6 zugeführt werden, um weitere geringe Mengen Ammoniak aus der Abluft zu entfernen. Die Fcinreini gung'station enthält hierzu beispielsweise Zitronensäure, die nicht in den Kreislauf zurückgeführt wird. Außer Ammoniak kann das Adsorptionsgefäß aus der aus der Entwicklungskammer abgesaugten Luft voi/.ugsweise Wasser aufnehmen.

Das in der Aufnahmestation adsorbierte Ammoniak wird zusammen mit dem adsorbierenden MittH "nd gegebenenfalls mit dem aufgenommenen Wasser in die Abgabestation 8 überführt (Pfeil 9) und dort durch Erwärmung wieder Ireigesetzt. Zurück bleibt in der Abgabestation das Trägermi;;e! das wieder in uie Aufnahmestation J zjrückgelührt werden kann (Heil 10).

Um die Verluste an Entwicklungsgas in der Entwicklungskammer 1 auszugleichen, kann einem Verdampfer, der mit der Entwicklungskammer 1 in Verbindung steht, zusätzliches Ammoniakwasser zugefünrt werden. Überschüssiges Wasser kann aus dem Kreislauf abgeführt werden (Pfeil 14). Zwei detailliertere Ausführungslormen dieser Struktur nncM Fig. I werden im folgenden anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben:

In Fig. 2 ist ein einzelnes Adsorptionsgefäß 54 dargestellt. Es besteht aus einem M r;\< 1 55, in dem über einem Siebboden 56 eine inerte Granulatschicht 57 aufgebracht ist, über der sich das adsorbierende Material 58 befindet.

Das adsorbierende Material kann verschiedene Formen aufweisen, z. B. gibt es Kugeln von etwa 5 mm Durchmesser, Stäbchen von 3 mm Durchmesser und 8 πιπί Länge oder ruiver. dessen Körner überwiegend einen Durchmesser zwischen 20 und 50 μίτι haben, und Formkörper. Sie bestehen vorzugsweise aus Aluminiumoxid (AbOj).

Eine besonders gute Aufnahme von Wasser und Ammoniak ist mit adsorbierendes Material enthaltenden Molekularsieben möglich, die vorzugsweise eine Porenweite von 4 Ä haben. Diese Molekularsiebe können bis 20 Gewichtsprozente Wasser aufnehmen. Die Molekularsiebe sind ebenso wie anders geformtes adsorbierendes Material mehrfach verwendbar, sie müssen zwischen zwei Adsorptionsvorgängen lediglich regeneriert und aktiviert werden. Dies erfolgt dadurch, daß sie auf etwa 500^cC erwärmt und anschließend wieder abgekühlt werden, wobei eine Abkühlung auf Raumtemperatur genügt. Verwendbar ist das Molekularsieb 13 X der Firma Mobilbit. Weitere Lieferfirmen für Molekularsiebe sind: Union Carbide Deutschland, Düsseldorf; Bayer Leverkusen; Grace, Bad Homburg. Zusätzliche allgemeine Angaben über Molekularsiebe sind in dem Buch von Gruber, Jero, Ralek »Molekularsiebe«, Verlag der Wissenschaften, enthalten.

Aus F i g. 2 ist ferner ersichtlich, daß das adsorbierende Material auch oben durch eine inerte Granulatschicht 59 unter einem zweiten Siebboden 60 abgedeckt ist.

Zum Beheizen des adsorbierenden Stoffes ist der Mantel 55 von einer elektrischen Heizung 61 mit den Anschlüssen 62 und 63 umgeben.

In F i g. 3 ist dargestellt, wie eine Anordnung von fünf Adsorptionsgefäßen nach F i g. 2 in einer ersten Ausführungsform betriebsmäßig an eine Entwicklungs-

kammer 1 mit Vorkammern la und 16 angeschlossen ist. Die fünf Adsorotionsgefäße sind dabei, wie im folgenden noch beschrieben wird, wechselweise als Aufnahmestation und als Abgabestation zu betreiben. Während des Betriebs als Aufnahmestation wirkt das auf niedriger Temperatur, insbesondere Zimmertemperatur gehaltene Adsorptionsgefäß adsorbierend, während des Betriebs als Abgabestation wird das Adsorptionsgefäß aufgeheizt und das adsorbierende Material regeneriert.

Zur Beschreibung der Funktion der Adsorptionsgefäße, die in Verbindung mit F i g. 3 genauer beschrieben wird, wird davon ausgegangen, daß die genannten gebräuchlichen Molekularsiebe erst Wasser und danach Ammoniak adsorbieren und beim Austreiben bzw. Regenerieren erst Ammoniak und dann Wasser abgeben.

In K ι g. i sind Gasanschlüsse 64a, b, c, d, e im der Nähe '^f'.s Bodens der Adsorptionsgefäße über je ein Ventil 65abzw h^u.7\\. cbzw. c/bzw. ean eine Leitung66 für die aus den Vorkammern la, 16 abgesaugte Luft angeschlossen. Zum Absaugen der mit Ammoniak beladenen Luft a'is den Vorkammern la, 16 dient die Pumpe 67. Die Ventile 65a—65e sind, wie durch eine unterbrochen gezeichnete Linie angedeutet ist, nach Maßgabe eines Schrittschaltwerkes 68 betätigbar.

Jedes Adsorptionsgefäß besitzt ferner an seinem oberen Teil einen Gasauslaß 69a bzw. b bzw. c bzw. d bzw. c, der entweder über eine Leitung 70 an die Entwicklungskammer 1 anschließbar ist oder über eine Leitung 71 mit der Abluft in Verbindung gebracht werden kann. Hierzu dienen am Gasauslaß jedes Adsorptionsgefäßes zwei parallel liegende Ventile 72a und 73a bzw. 726 und 73b bzw. 72c und 73c bzw. 72c/ bzw. 73c/ bzw. 72e und 73e. Die Ventile werden wiederum nach Maßgabe des Schrittschaltwerks 68 betätigt, was auch hier durch eine unterbrochen gezeichnete Leitung angedeutet ist.

Jedes Adsorptionsgefäß ist in einem Strömungskanal 74a bzw. b bzw. cbzw. c/bzw. euntergebracht, der durch eine Klappe 75a bzw. b bzw. c bzw. d bzw. e verschließbar ist. Die Strömungskanäle 74a—e münden in einen Kanal 76, in dem ein Gebläse 77 untergebracht ist, das zugleich zur Kühlung der Kopiervorrichtung dienen kann. Die Klappen 75a —e werden ebenfalls nach Maßgabe des Schrittschaltwerkes 68 betätigt.

Das Schrittschaltwerk 68 erhält ein Steuersignal von einem Meßgerät 78, das die Ammoniakkonzentration der Abluft mißt. Hierzu ist das Meßgerät, das vorzugsweise nach dem Prinzip der Infrarotabsorption arbeitet, über eine Meßleitung 79 mit der Leitung 71 für die Abluft verbunden.

In der Entwicklungskammer 1 sind ein Meßfühler 80 für die Ammoniakkonzentration in der Entwicklungskammer und ein Meßfühler 81 für die Wasserdampfkonzentration in der Entwicklungskammer vorgesehen. Beide Meßfühler sind an ein Regelgerät 82 angeschlossen. Es dient über einen an seinen Ausgang angeschlossenen Verteiler 826 zur Betätigung von Schaltern 86a—e, die jeweils an die elektrische Heizung 61 a bzw. b bzw. c bzw. d bzw. e jedes Adsorptionsgefäßes angeschlossen sind. Der Verteiler steht ferner mit dem Schrittschaltwerk 68 in Verbindung, um entsprechend dem Schaltzustand des Schrittschaltwerkes die Schalter 86a—e von dem Regelgerät öffnen und schließen zu lassen oder aber während dieses Schaltzustandes des Schrittschaltwerkes dauernd zu öffnen oder zu schließen.

Die Entwicklungsstation arbeitet in dem vorliegenden Fall nach dem Prinzip der Totalverdampfung, bei dem die wäßrige Ammoniaklösung aus dem Vorratsbehälter 83 über das Ventil 84 direkt auf einen Verdampfer 85 in der Entwicklungskammer eingespeist wird und auf eine so hohe Temperatur erhitzt wird, daß kein Kondensat in der Entwicklungskammer 1 auftritt.

Zur Beschreibung der Funktion der Anordnung nach Fig. 3 wird angenommen, daß die Entwicklungskam-

Ki mer 1 in Betrieb ist und mit dem für dir Entwicklung erforderlichen Ammoniak-Wasser-Gemisch gefüllt ist. Es wird ferner angenommen, daß das Adsorptionsgefäß 54a zur Aufnahme da aus den Vorkammern la, 16 abgesaiipten Luft an die Leitung 66 durchgeschaltet ist, was durch einen durchgezogenen Strich in dem Symbol für das Ventil angedeutet ist. In dieser Phase soll das Adsorptionsgefäß 54a zum Adsorbieren des Ammoniaks aus der abgesaugten Luft wirksam sein, wobei zugleich Wasser adsorbiert wird. Hierzu wird das Adsorptionsgefäß 54a dem Kühlluftstrom des Gebläses 77 ausgesetzt und auf Zimmertemperatur gehalten. Die Klappe 75a ist geöffnet. Die aus dem Adsorptionsgefäß 54a austretende, von Ammoniak weitgehend befreite Luft gelangt über das geöffnete Ventil 72a zu der Abluftleitung 71. Dabei wird die Ammoniakkonzentration der Abluft über die Meßleitung 79 mittels des Meßgerätes 78 gemessen. Das Schaltwerk 68 hält den in der F i g. 3 dargestellten Schaltungszustand so lange aufrecht, wie die Ammoniakkonzentration einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Wird der vorgegebene Grenzwert erreicht, so ist dies ein Zeichen dafür, daß das Adsorptionsgefäß gesättigt ist und eine Umschaltung auf ein anderes Gefäß, dessen adsorbierendes Material noch frisch ist, vorgenommen werden muß.

Während das Adsorptionsgefäß 54a in der gezeichneten Betriebsphase zur Adsorption dient, liefern die Adsorptionsgefäße 54c/, 54e in dieser Betriebsphase Ammoniak und Wasserdampf als Komponenten des

ίο Entwicklergases, das in die Leitung 70 eingespeist wird. Hierzu sind die Ventile TSd, 73e durchgeschaltet. In dieser Betriebsphase hängt der Schaltzustand der Schalter 86c/, 86e davon ab, welche Ammoniak- und Wasserdampfkonzentrationen mit den Meßfühlern 80,

•*5 81 in der Entwicklungskammer gemessen werden. Dabei wird in einem ersten Austreibeschritt des in dem Adsorptionsgefäß 54e gespeicherten Stoffes das Ammoniak ausgetrieben. Während eines zweiten Schrittes wird aus dem adsorbierenden Material des Adsorptionsgefäßes 54c/überwiegend V/asser ausgetrieben. Die der Entwicklungskammer 1 zugeführte Entwicklergaszusammensetzung hängt dann in der in F i g. 3 dargestellten Position der Ventile 72, 73 davon ab, wie lange der Schalter 86 für das überwiegend Ammoniak abgebende Adsorptionsgefäß und der Schalter 86c/ für das überwiegend Wasser liefernde Adsorptionsgefäß geschlossen ist.

Soweit durch das Austreiben der in den Adsorptionsgefäßen enthaltenen Stoffe die gewünschten Stoffkon-

M zentrationen in der Entwicklerkammer nicht herbeigeführt bzw. aufrechterhalten werden können, wird frische Entwicklerlösunp über das Dosier-Ventil 84 in die Entwicklungskammer eingespeist, wo die Entwicklerlösung verdampft. Hierzu wird das Dosier-Ventil über

fe5 eine Leitung 82a durch das Regelgerät 82 gesteuert.

In einem dritten Austreibeschritt wird eines der Adsorptionsgefäße durch vollständige Beseitigung aller adsorbierten Stoffe regeneriert und aktiviert. Hierzu ist

in F i g. 3 das Adsorptionsgefäß 54c mit der Abluftleitung 71 verbunden und der Schalter 86c ist dauernd geschlossen, bis das Restwasser durch Dauerheizung von dem adsorbierenden Material beseitigt ist.

Bei richtiger Dimensionierung der Anordnung ist das Ammoniak mit Sicherheit aus jedem Adsorptionsgefäß ausgetrieben, '-evor es mit der Abluftleitung 71 in Verbindung gebracht wird.

Vor der nächsten Adsorption muß nun noch das Material, das von den adsorbierten Stoffen befreit ist, zur erneuten Stoffaufnahme vorbereitet werden, was durch Abkühlung dieses Materials erfolgt. Hierzu ist in einem letzten Schritt die Heizung des Adsorptionsgefäßes 54c/ mittels des Schalters 866 ausgeschaltet und die Klappe 756 geöffnet, so daß die von dem Gebläse 77 transportierte Kühlluft ungehindert an dem Adsorptionsgefäß 546 vorbeiströmen kann. Anschließend kann das Adsorptionsgefäß 546 wieder als aufnehmende Station verwendet werden.

Die in dem Kreislauf von der Entwicklungskammer 1 über die Vorkammern la, 16, die Leitung 66, die Adsorptionsgefäße 54 und die Leitung 70 auftretenden Ammoniakverluste und die Ammoniakverluste, die durch das aus der Entwicklungskammer transportierte Kopiermaterial entstehen, werden durch Direktverdampfung der über das Dosier-Ventil 84 zudosierten wäßrigen Ammoniaklösung gedeckt.

In Fig. 3 stellt also das Adsorptionsgefäß 54a die Aufnahmestation dar, während die Adsorptionsgefäße 54c/, e in diesem Betriebszustand die Abgabestation bilden. Die Adsorptionsgefäße 546, c sind nicht an die Entwicklungskammer angeschlossen. Sie sind als Behälter des auf dem Transport von der abgebenden zur aufnehmenden Station befindlichen Trägermaterials zu betrachten. Bei der Weiterschaltung der Adsorptionsgefäße jeweils bei ansteigender Ammoniakkonzentration in der Abluftleitiing 71 werden die Ventile so umgeschaltet, daß immer ein Adsorptionsgefäß als Aufnahmestation dient und zwei Adsorptionsgefäße als Abgabestation wirken, während die beiden letzten Adsorptionsgefäße zu ihrer vollständigen Regenerierung und Aktivierung weder an die Leitung 66 für die abgesaugte Luft noch an die Leitung 70 für das Entwicklergas angeschlossen sind.

In den F i g. 4,5 und 6 ist eine besonders zweckmäßige Baueinheit von fünf Adsorptionsgefäßen mit den zugehörigen Elementen als zweite Ausführungsform dargestellt:

Die fünf Adsorptionsgefäße 54a —e sind ringförmig um einen Innenkanal 87 mit gleichem Abstand zueinander angeordnet und miteinander fest verbunden. Dabei sind die Adsorptionsgefäße so angeordnet, daß zwischen ihnen offene Zwischenräume frei bleiben. Oben und unten weisen die Adsorptionsgefäße Öffnungen auf, die durch die im folgenden zu erläuternden Steuerscheiben 88 und 89 verschließbar sind.

Die fünf Adsorptionsgefäße sind als Einheit um eine Achse 90, welche aus den Steuerscheiben 88, 89 herausragt, drehbar. Zum schrittweisen Weiterdrehen der Adsorptionseinheiten ist an der unteren Steuerscheibe 89 ein Motor 91 angeflanscht.

Auf der Außenseite der Steuerscheiben ist ein Teil des zwischen ihnen liegenden gedachten Mantels durch einen Leitmantel 92 abgedeckt. Dem äußeren Leitrrantei entspricht ein innerer Leitrnanitl 93 in dem Innenkanal 87. Der äußere und der innere, an dit Mäntel der Adsorptionsgefäße heranreichende Leitmantel sind so bemessen, daß sie von oben betrachtet den gleichen Sektor der Que:-..chnittslläche der Adsorptionsgefäße abdecken, und zeigt in jeder Stellung drei Adsorptionsgefäße, in F i g. 6 die Adsorptionsgefäße 54c, 54c/, 54e. — Der Innenkanal 87 steht mit einem Kühlluft-Anschlußstutzen 94 in Verbindung.

Die untere Steuerscheibe 89, die in F i g. 5 dargestellt ist, weist eine einzige runde Ausnehmung 95 auf, über die eine untere Öffnung eines der Adsorptionsgefäße drehbar ist. Die Öffnung 95 mündet in einen Stutzen 96,

ίο der an eine Leitung für die aus den Vorkammern abgesaugte Luft anschließbar ist.

In der oberen Steuerscheibe, welche in F i g. 6 dargestellt ist, sind zwei Ausnehmungen 97, 98 erkennbar, welche um den Abstand zweier nebeneinander angeordneter Adsorptionsgefäße versetzt sind Diese Offnungen 97, 98 stehen durch einen Verbindungskanal 99 miteinander in Verbindung und sind zu einem Anschlußstutzen 100 geführt, an den eine Leitung zur Zufuhr des Entwicklergases in die Entwicklungskammer anschließbar ist. — Die obere Steuerscheibe weist ferner zwei Öffnungen 101, 102 auf, welche um den Abstand zweier ilurch ein drittes Adsorptionsgefäß getrennter Adsorptionsgefäße auseinanderliegen und durch einen zweiten Verbindungskanal 103 miteinander verbunden sind. Sie stehen mit einem lotrecht angeordneten Stutzen 104 zum Anschluß einer Leitung für die Abluft in Verbindung. In dem Stutzen ist hier das Meßgerät 78 zur Messung der Ammoniak-Konzentration eingelassen, welches mit dem Schrittschaltwerk 68

JO elektrisch verbunden ist. Das Schrittschaltwerk ist an den Motor 91 angeschlossen.

In der konstruktiven Einheit nach den F i g. 4 bis 6 sind also die in F i g. 3 dargestellten Ventile und Klappen durch zwei Steuerscheiben ersetzt. Sämtliche Steuer-

J5 funktionen werden dabei durch Drehung der Adsorptionsgefäße-Gruppe ausgeübt. Diese Steuerung ist besonders einfach und zuverlässig. Sie bedarf nur noch einer Ergänzung hinsichtlich der elektrischen Beheizung der Adsorptionsgefäße, welche der Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht. Zum Anschluß der e'ektrischen Heizung jeweils dreier Adsorptionsgefäße — mehr als drei Adsorptionsgefäße sind nie gleichzeitig zu beheizen — sind in den äußeren Leitmantel um die Teilung der Adsorptionsgefäße gegeneinander versetzt je zwei elektrische Anschlüsse 105a, 106a bzw. 1056. 1066 bzw. 105c. 106c eingelassen. Jedes Adsorptionsgefäß ist mit einem entsprechenden Anschlußpaar versehen, das mit den Anschlüssen an der äußeren Abdeckung in Kontakt gebracht werden kann, wenn ein solches Anschlußpaar

so an die Anschlüsse in der äußeren Abdeckung gedreht ist. In Fig.4 ist ein Anschlußpaar 107, 108 an dem Ädsorptionsgefäß 546 zu erkennen. Die Anschlüsse 105c, 106c und 1056, 1066 sind mit einem Regelgerät verbunden, das ähnlich wie das Regelgerät 82 aufgebaut ist, während die Anschlüsse 105a, 106a ständig mit einer Stromquelle in Verbindung stehen. Den Anschlüssen 105c, 106c ist dabei der Meßzweig für die Ammoniakkonzentration in der Entwicklungskammer zugeordnet und den Kontakten 1056, 1066 der Meßzweig für die Wasserdampfkonzentration in der Entwicklungskammer (Meßfühler 80 und 81 in F i g. 3).

Die konstruktive Einheit nach den F i g. 4 bis 6 wird, soweit ihre Funktion von derjenigen abweicht, die zu F i g. 3 beschrieben wurde, wie folgt betrieben:

*■> In der in den F i g. 4 bis 6, insbesondere F i g. 6, gezeigten Stellung der Adsorptionsgefäße zu den Steuerscheiben wird das Adsorptionsgefäß 54^ von der von den Vorkammern abgesaugten ammoniakhaltigen

Luft durchströmt. Das Adsorptionsgefäß 54a befindet sich ebensi· wie das Adsorptionsgefäß 54i> in dem Kühlluftstrom, da aus dem Stutzen 34 ständig Luft abgesaugt wird. Infolgedessen wird aus dem Ammoniak-Luft-Gemisch, das das Adsorptionsgefäß 54a durchströmt, Ammoniak adsorbiert. Die von Ammoniak weitgehend befreite Abluft strömt durch den Abluftstutzen 104 ab. Das sich im Uhrzeigersinn anschließende Adsorptionsgefäß 54e ist hingegen durch den inneren Leitmantel 93 und den äußeren Leitmantel 92 von dem ιυ Kühlluftstrom weitgehend abgedeckt. Außerdem wird das Adsorptionsgefäß 54e nach Maßgabe des Regelgerätes, welches auf die Ammoniakkonzentration in der Entwicklungskammer anspricht, beheizt, und es wird dementsprechend in einer ersten Austreibphase Ammoniakgas von dem adsorbierenden Material im Inneren des Adsorptionsgefäßes freigesetzt. Das Ammoniakgas kann durch den .Stutzen 100 ausströmen und zu der Entwicklungskammer geführt werden. In ähnlicher Weise steht das Adsorptionsgefäß 54c/ über den Verbindungskana'· 99 mit dem Stutzen 100 in Verbindung, so daß auch der aus dem Adsorptionsgefäß 54c/ ausgetriebene Stoff in die Entwicklungskammer gelangt. Aus dem Adsorptionsgefäß 54c/ wird in einem zweiten Austreibschritt im wesentlichen Wasserdampf freigesetzt. Dies erfolgt nach Maßgabe des Regelgerätes, welches mit dem Ist-Wert der Wasserdampfkonzentration in der Entwicklungskammer beaufschlagt wird. Das sich weiter im Uhrzeigersinn anschließende Adsorptionsgefäß 54c ist ebenso wie das Adsorptionsgefäß 54c/ nicht dem Kühlluftstrom ausgesetzt und es wird fortlaufend beheizt, um auch das restliche Wasser, das nach dem zweiten Austreibschritt an dem adsorbierten Material verblieben ist, auszutreiben. Der dabei entstehende Wasserdampf gelangt durch den zweiten Verbindungskanal 103 ebenfalls zu dem Abluftstutzen 104.

Wenn die Kapazität des adsorbierenden Materials in dem Adsorptionsgefäß 54a erschöpft ist, steigt die Ammoniakkonzentration der Abluft signifikant an, die in dem Stutzen 104 gemessen wird. Das entsprechende Meßergebnis des Meßgerätes 78 veranlaßt das Schrittschaltwerk 68 über den Elektromotor 91 die Adsorptionsgefäße-Gninne um eine Teilung Her Arisnrntirinsgefäße weiterzudrehen, und zwar in Fig. 6 im Uhrzeigersinn, so daß nun das Adsorptionsgefäß 54a an die Stelle des Adsorptionsgefäßes 54e triti, welches wiederum die Stelle des Adsorptionsgefäßes 54c/ einnimmt, und so fort. Im Prinzip werden daher die Adsorpiionsgefäße 54a — e in gleicher Weise betrieben, wie die gleichen stationär angeordneten Adsorptionsgefäße in F i g. 3.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Ammoniakrückgewinnung aus der Absaugluft einer Entwicklungskammer in Kopiergeräten, mit mehreren, ein Adsorptionsmittel enthaltenden, beheiz- und kühlbaren Adsorptionsgefäßen, die wahlweise in eine von der Entwicklungskammer kommende Absaugluftleitung oder eine zur Entwicklungskammer führende Entwicklergasleitung anschließbar sind, von denen jeweils mindestens ein Adsorptionsgefäß, dessen Adsorptionsmittel nicht mit Ammoniak gesättigt ist, mit der von einer Entwicklungskammer abgesaugten, ammoniakhaltigen Luft beaufschlagt wird, bevor diese als is gereinigte Abluft das Kopiergerät verläßt, von denen mindestens ein Adsorptionsgefäß nach Sättigung des Adsorptionsmittels durch Wärmecinfluß regene-ierbar ist, wobei das freigesetzte Ammoniak tier Entwicklungskammer zuführbar ist, ?n dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Adsorptionsgefäße (54a, b, c, e) vorgesehen sind, von denen jeweils ein erstes Adsorptionsgefäß (54a) mit der Absaugluft-Leitung (66) verbunden ist, von denen jeweils ein zweites Adsorptionsgefäß (54e,> zur Abgabe von Ammoniak beheizbar ist und an die Entwicklergasleitung (70) anschließbar ist, von denen jeweils ein drittes Adscrptionsgefäß (54cjzur Abgabe von Wasser ebenfalls beheizbar und an eine Abluftleitung ¹Ji) anschließbar ist, von denen jeweils ein viertes Adsorptionsgefäß (54b) vor einer erneuten Verbindung mit dei Absaugluft-Leitung (66) in einem Kühüuftstrum abkühlbar ist, und daß jedes Adsorptionsgefäß (54a bzw. ö, bzw. c, bzw. e)in zyklischer Reihenfolge bei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen auf die Funktion der übrigen Adsorptionsgefäße in Abhängigkeit von der in der Abluft gemessenen Ammoniakkonzentration umschaltbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein fünftes beheiz- und kühlbares umschaltbares Adsorptionsgefäß vorgesehen ist, daß unmittelbar im Anschluß an das dritte Adsorptionsgefäß (54c) zur Abgabe von Wasser beheizbar ist und das dabei an die Entwicklergasleitung (70) angeschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Adsorptionsgefäß (54a bzw. 54b bzw. 54c bzw. 54c/ bzw. 54e,> eingangsseitig über ein Ventil (65a bzw. 65£>bzw. 65c bzw. 65c/bzw. 65e^ an eine Absaugeinrichtung (Pumpe 67) zum Absaugen der Luft aus Vorkammern (la, Xb) der Entwicklungskammer (1) angeschlossen ist und daß jedes Adsorptionsgefäß ausgangsseitig über ein erstes Ventil (73a bzw. Tib bzw. 73c bzw. 73c/ bzw. 73e)mh der Entwicklungskammer (1) verbindbar ist und über ein zweites Ventil (72a bzw. 72t bzw. 72c bzw. 72</ bzw. 72e^ mit der Abluftleitung (71) koppelbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, mi dadurch gekennzeichnet, daß jedes Adsorptionsgefäß in einem gesonderten Strömungskanal (74a bzw. 746 bzw. 74c bzw. 74c/bzw. 74e^ eines Kühlmediums angeordnet ist und daß jeder Strömungskanal über eine Klappe (75a bzw. 756 bzw. 75c bzw. 75c/ bzw. ■ ■ 75e^ mit einem gemeinsamen Kanal (76) für das Kühlmedium verbindbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gemeinsamen Kanal (76) ein Gebläse (77) zur Umwälzung von Raumluft untergebracht ist

6. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftleitung (71) mit einem Meßgerät (78) zur Messung der Ammoniakkonzentration in der Abluft in Verbindung steht, das an ein Schrittschaltwerk (68) zur Betätigung der Ventile (64a—e^und Klappen (75a—ejangeschlossen ist.

7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Adsorptionsgefäß mit einer getrennt zuschaltbaren Heizung (61a bzw. 6tb bzw. 61c bzw. 61c/bzw. 6IeJl die als Elektroheizung ausgebildet ist, versehen ist, daß in der Entwicklungskammer (1) je ein Meßfühler (80, 81) für die Ammoniakkonzentration und die Wasserkonzentration hineinreicht, daß die Meßfühler (80, 81) eingangsseitig an ein Regelgerät (82) angeschlossen sind, das ausgangsseitig mit Schaltern (86a. b, c, d e)der getrennt zuschaltbaren Heizungen über einen von dem Schrittschaltwerk gesteuerten Verteiler (82a,J in Verbindung steht, derart, daß jeweils die Heizung derjenigen Adsorptionsgefäße durch das Regelgerät einschaltbar sind, die ausgangsseitig an die Entwicklungskammer angeschlossen sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsgefäße (54a — e) als zylindrische, auf der Oberseite und Unterseite offene Behälter ausgebildet sind, daß sie ringförmig um einen Innenkanal (87) unter Freilassung von offenen Zwischenräumen zwischen ihnen angeordnet sind, miteinander fest verbunden sind und um eine gemeinsame Achse (90) drehbar sind, daß der Innenkanal (87) gegenüber mindestens zwei Adsorptionsgefäßen durch einen an die Mäntel (55) der Adsorptionsgefäße heranreichenden inneren Leitmantel (93) abgedeckt ist, während der mit einem Kühlluftansaugstulzen (94) verbundene Innenkanal zu den übrigen Adsorptionsgefä3en offen ist, daß gegenüber der Oberseite und Unterseite der Adsorptionsgefäße je eine für alle Adsorptionsgefäße gemeinsame Steuerscheibe (88, 89) mit wenigstens einem Durchlaß (97, 98 bzw. 95) ortsfest angeordnet ist, daß jeder Durchlaß wahlweise mit mindestens einem Adsorptionsgefäß in Deckung bringbar ist, daß zu der einen Steuerscheibe (88) ein Stutzen (100) zum Anschluß mindestens eines Adsorptionsgefäßes an die Entwicklungskammer (1) sowie ein Stutzen (104) zum Anschluß mindestens eines Adsorptionsgefäßes an die Abluftleitung (71) geführt ist und daß zu der anderen Steuerscheibe (89) ein Stutzen (96) zum Anschluß jeweils eines Adsorptionsgefäßes an eine Leitung (66) für die Absaugluft aus der Entwicklungskammer geführt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem inneren Leitmantel (93) ein äußerer Leitmantel (92) gegenübersteht.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Leitmantel (92) mit Kontakten (105, 106) zum gleichzeitigen Anschluß der Heizung, die als Elektroheizung ausgebildet ist, mindestens zweier Adsorptionsgefäße an eine Stromquelle ausgerüstet ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerscheibe (89) ein Elektromotor zum schrittweisen Weiterdrehen der Adsorptionsgefäße um ihre gemeinsame

Achse angeflanscht ist.

12. Verfahren zum Betrieb der Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Adsorptionsgefäß nach dem anderen zunächst im ungesättigten und abgekühlten Zustand mit der ammoniakhaltigen Absaugluft beaufschlagt wird, sodann nach Erreichen der Sättigung erwärmt wird, wobei das freiwerdende Ammoniak der Entwicklerkammer zugeführt wird, sodann — gegebenenfalls nach einer Pause — weiter erwärmt wird, wobei frei to werdendes Wasser der Entwicklerkammer oder der Abluftleitung zugeführt wird, und daß schließlich das Adsorptionsgefäß vor einer erneuten Beaufschlagung mit ammoniakhaltiger Absaugluft abgekühlt wird.