DE2653785A1

DE2653785A1 - Verfahren und anlage zur ofentrocknung

Info

Publication number: DE2653785A1
Application number: DE19762653785
Authority: DE
Inventors: Bernard Marquier
Original assignee: Air Industrie SA
Current assignee: Air Industrie SA
Priority date: 1975-12-02
Filing date: 1976-11-26
Publication date: 1977-06-16
Also published as: IT1124726B; FR2334075A1; DE2653785B2; GB1556220A; FR2334075B1; DE2653785C3

Description

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Verfahren und Anlage zur Ofentrocknung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Itocknung, insbesondere von frisch gestrichenen Gegenständen, z.B. Kraftfahrzeugkarosserien.

Bekanntlich entwickeln beim Trocknen von frisch gestrichenen Gegenständen diese Verunreinigungen, welche mit Lösungsmitteln beladen sind, deren Kohlenstoffgehalt den durch die gesetzlichen Vorschriften in zahlreichen Ländern zugelassenen Gehalt übersteigt. Andererseits sind diese Verunreinigungen häufig übelriechend.

Es ist daher vorgeschlagen worden, einen wesentlichen Teil der Verunreinigungen durch thermische Oxydation, nämlich Veraschung, auszuscheiden, welche durch die aus dem Ofen abgeführte Ventilationsluft mitgenommen werden.

Ferner ist es bekannt, die durch die Veraschung der Verunreinigungen erzeugte Wärmeenergie zur Lieferung der dem Ofen erforderlichen Wärmezufuhr zurückzugewinnen.

Die Erfindung hat daher ganz allgemein ein Trockenverfahren, insbesondere zur Trocknung von frisch gestrichenen Gegenständen , zum Gegenstand, bei welchem die Gegenstände in einen Ofen eingeführt und aus diesem nach einer bestimmten Verweilzeit wieder herausgenommen werden, wobei wenigstens ein Teil der mit Verunreinigungen beladenen Luft, welche in dem Ofen durch die Trocknung dieser Gegenstände entwickelt wird, aus dem Öfen abgeführt wird, um einer thermischen Oxydation unterworfen zu werden, bevor sie wieder dem Ofen zugeführt wird, um an der Wärmezufuhr zu diesem

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teilzunehmen, während ein anderer Teil unmittelbar zurückgeleitet wird.

Die gemäß diesem bekannten Verfahrenstyp arbeitenden Anlagen besitzen den Nachteil, daß die Regelung der Strömungsmengen und der Drücke in den Luftströmungskreisen, um eine Konzentration der Verunreinigungen unterhalb der Schwelle der explosiblen Konzentration aufrechtzuerhalten, und um eine identische Temperatur an den zu trocknenden Gegenständen bei beliebiger Füllung des Ofens aufrechtzuerhalten, d.h. bei beliebiger Zahl der zu trocknenden Gegenstände, sehr verwickelt ist. Diese Regelung ist daher besonders kostspielig. Außerdem wird eine große Menge warmer gereinigter Luft ins Freie abgeführt, was bedeutende Wärmeverluste verursacht, welche die Betriebskosten der Öfen erhöhen. Diese Verluste sind umso größer, je geringer die Zahl der zu trocknenden Gegenstände ist, da die am Ausgang der Veraschungsvorrichtung verfügbare Wärmeleistung konstant ist, da die Menge der gereinigten Luft konstant ist.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen abzuhelfen und insbesondere dem Ofen eine entsprechend seiner Füllung veränderliche Wärmezufuhr zu sichern und aus dem Ofen nur eine möglichst kleine Menge gereinigte Luft abzuführen.

Hierfür ist ein Trockenverfahren der oben erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmenge, deren Verunreinigungen oxydiert sind, und welche in den Ofen zurückgeleitet wird, gleich oder praktisch gleich einer regelbaren Luftmenge ist, welche an einem Strömungskreis zur unmittelbaren Zurückleitung entnommen wird.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann noch dadurch gekennzeichnet werden, daß man die thermische Oxydation der entnommenen Luftmenge dadurch vornimmt, daß man diese in einer Brennkammer mit den Verbrennungsgasen eines Brenners mischt, welcher einen äußeren Brennstoff und den Sauerstoffträger bildende Luft in stöchiometrischer Menge empfängt, und daß ins Freie eine Luftmenge abgeführt wird, deren Verunreinigungen oxydiert sind, und welche gleich oder praktisch gleich der Menge dieser Verbrennungsgase ist.

Diese an dem Strömungskreis zur unmittelbaren Rückleitung entnommene Luftmenge wird vorzugsweise im wesentlichen entsprechend ihrer Temperatur am Ausgang des Ofens bestimmt.

Ferner wird vorzugsweise der Betrieb des Brenners ent-

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sprechend der Temperatur der Gase am Austritt aus der Brennkammer geregelt, um diese Temperatur bei beliebiger Menge der entnommenen Luft möglichst konstant zu halten.

Die Erfindung hat ferner eine Trockenanlage zur Ausübung des obigen Verfahrens zum Gegenstand.

Eine derartige Anlage kann wenigstens einen Strömungskreis zur unmittelbaren Rtickleitung enthalten, welcher zwischen eine Anzapfung zur Entnahme von luft in einem Ofen und eine Anzapfung zur Wiedereinführung geschaltet ist, wobei diese Anlage dadurch gekennzeichnet ist, daß ein im !Nebenschluß zu dem Strömungskreis sur unmittelbaren Rückleitung liegender Veraschungskreis eine Veraschungsvorrichtung mit wenigstens einem mit Brenn-r stoff gespeisten Brenner aufweist, wobei die den Säuerstoffträger darstellende Luft vorher mit dem Brennstoff vor der Verbrennung in dem Brenner gemischt wird, wobei eine Anzapfung zur Abfuhr ins Freie hinter der Veraschungsvorrichtung angeordnet ist, so daß nur gereinigte Gase ins Freie abgeführt werden.

Dank der Erfindung hat die nicht in dem Ofen benutzte Menge gereinigter Luft einen kleinsten Wert, da er in der Nähe der Summe der Brennstoffmenge und der stöchiometrischen Menge der den Sauerstoffträger bildenden Luft, welche nur für die Verbrennung des Brennstoffs benutzt wird, liegt.

Ferner ist eine erfindungsgemäße Anlage sehr einfach und erfordert keine verwickelte Vorrichtung zur Regelung der Strömungsmenge und des Drucks, wie bei den bekannten Anlagen.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Abbildung schematisch eine erfindungsgemäße Trockenanlage darstellt.

Bei dem dargestellten Beispiel enthält die erfindungsgemäße Anlage einen Ofen 1 mit einer Eingangsöffnung 2 zur Einführung von (nicht dargestellten) zu trocknenden frisch gestrichenen Werkstücken und eine Ausgangsöffnung 3 für die Werkstücke für ihre Abfuhr aus dem Ofen nach der Trocknung.

Sie enthält außerdem eine Anzapfung 4 zur Abfuhr der Ventilationsluft und eine Anzapfung 5 zur Wiedereinführung von Luft in den Ofen, wobei ein außerhalb des Ofens angeordneter Ventilator 6 den Umlauf der Luft von der Abfuhranzapfung 4 zu der Wiedereinführungsanzapfüng 5 bewirkt. Die Anzapfungen 4 und 5, der Ventila-

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tor 6 und die die Anzapfungen und den Ventilator verbindende Leitung 7 bildenden Strömungskreis zur Rückleitung der Luft in den Ofen. Die Leitung 7 enthält außerdem ein einen Druckabfall erzeugendes Organ 7a zum Ausgleich der Strömungsmengen in der Leitung 7 und .in dem nachstehend beschriebenen Veraschungskreis.

An dem strömungsabwärts liegenden Ende des Ventilators 6 ist an die Leitung 7 der Eingang eines Veraschungskreises angeschlossen, dessen Ausgang mit der Wiedereinführungsanzapfung 5 des Rückleitungskreises verbunden ist. Der Veraschungskreis enthält zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang ein Drehklappenventil 8 und eine Veraschungseinrichtung 9.

Die Veraschungseinrichtung 9 enthält einen Brenner 10, welcher mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff und den Sauerstoff träger bildender Luft durch die Leitungen 11 bzw. 12 gespeist wird, wobei der Brennstoff und die den Sauerstoff träger bildende Luft vor der Verbrennung in der Veraschungseinrichtung gemischt werden. Die Menge der den Sauerstoffträger bildender Luft ist praktisch gleich der für die Verbrennung des Brennstoffs erforderlichen stöchiometrischen Menge. Die Veraschungseinrichtung 9 enthält noch eine Mischkammer 9a für die Verbrennungsabgase des Brenners und verunreinigte Luft. Außerdem enthält der Veraschungskreis hinter der Veraschungseinrichtung eine Anzapfung 13 zur Abfuhr der Luft ins Freie.

Ein Ventil 8 kann durch eine (gestrichelt dargestellte) Temperaturregelkette 14 gesteuert werden, deren Temperaturfühler 15 sich an dem Rückle itungskre is vor dem Buckle itungsventil at or 6 befindet.

Ebenso steuert eine Temperaturregelkette 16 den Brenner 10 entsprechend der von dem in der Kammer 9a befindlichen Fühler festgestellten Temperatur.

Die obige Anlage arbeitet folgendermaßen:

Wenn keine Gegenstände in dem Ofen vorhanden sind und somit keine Verunreinigungen entwickelt werden, ist der Wärmebedarf des Ofens am kleinsten und dient nur zum Ausgleich der Verluste an den Wänden und den Enden des Ofens. Das Ventil 8 wird dann durch die Regelkette 14 und den Fühler 15 so eingestellt, daß es nur den Durchtritt der kleinsten Luftmenge zuläßt, welche unbedingt erforderlich ist, um nach Erwärmung in der Veraschungseinrichtung dem

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Ofen die für den Ausgleich dieser Verluste erforderliche Wärmeenergie zuzuführen.

Wenn die Füllung des Ofens zunimmt, d.h. wenn infolge der Zahl von zu trocknenden Gegenständen die in. dem Ofen erforderliche Wärmemenge zunimmt, treten ein zusätzlicher Wärmebedarf und eine gleichzeitige Vergrößerung der Menge der in dem Ofen entwickelten Verunreinigungen auf. Dieser Wärmebedarf in dem Ofen erzeugt eine Temperatur Senkung in diesem und somit der von der Abfuhranzapfung 5 in dem Rückleitungskreis aufgenommenen Luft. Der Fühler 15 stellt dann diese Temperatursenkung fest und bewirkt die Öffnung des Ventils 8 über die Regelkette 14. Die Öffnung des Ventils 8 führt dem Veraschungskreis eine größere Luftmenge zu, welche durch die Veraschungseinrichtung strömt, um in dieser erwärmt und von den in ihr befindlichen Verunreinigungen befreit zu werden. Der größte Teil dieser veraschten Luft wird durch die Wiedereinführungsanzapfung 5 wieder in den Ofen 1 zurückgeführt. Nur eine G-asmasse, welche gleich der dem Brenner 10 durch die Leitungen 11 und 12 zugeführten Masse ist, wird durch die Abfuhranzapfung 13 abgeführt. Die Regelkette 16 mit ihrem Temperaturfühler 17 ermöglicht, bei beliebiger Menge und Temperatur der zu veraschenden Luft eine konstante Temperatur in der Veraschungseinrichtung zu erhalten. Wenn daher die Temperatur der zu veraschenden Luft infolge der Zunahme der Füllung des Ofens sinkt und diese Luft stärker verunreinigt ist, wird der Brenner 10 so gesteuert, daß seine Wärmeleistung zunimmt.

Dank der Erfindung wird eine erhebliche Energieersparnis erzielt, da die von dem Brenner 10 gelieferte Leistung zu dem Bedarf des Ofens proportional ist, und da die durch die Abfuhranzapfung 13 ins Freie abgeführte Menge an veraschter Luft einen kleinsten Wert hat, welcher gleich der für die Verbrennung erforderlichen stöchiometrischen Menge ist.

Die Arbeitsweise dieser Anlage ist ebenfalls sehr einfach, da nur zwei einfache und unabhängige Regelketten erforderlich sind. Die Ausführung einer erfindungsgemäßen Anlage ist ebenfalls einfach, da keine Regelkette für die Strömungsmenge erforderlich ist, wie bei den bekannten Anlagen. Die an dem Rückfuhrkreis abgenommene Menge an veraschter Luft kehrt nämlich nach der Veraschung vollständig in diesen zurück, so daß die Rückleitungs-

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strömungsmenge stets konstant ist.

Ferner ist keine Druckregelungskette an den

Kreisen zur Zufuhr von warmer oder kalter Luft zu dem Ofen erforderlich, wie bei den bekannten Vorrichtungen, da kein Zusatz von warmer oder kalter Luft erfolgt. Da außerdem die Menge veraschter Luft leicht regelbar ist und somit auf den unbedingt erforderlichen Wert beschränkt wird, hat die in einer erfindungsgemäßen Anlage benutzte Veraschungseinrichtung geringe Abmessungen gegenüber den üblicherweise benutzten Veraschungseinrichtungen, so daß sie einen geringeren Gestehungspreis und geringe Abmessungen hat.

Ferner ermöglicht der Gewinn an Wärmeenergie,

daß die Trockenanlage selbständig ist, während bei den bekannten Anlagen aus dem Ofen abgeführte warme Luft nicht wieder in diesem benutzt, sondern ins Freie abgeführt oder Nebenanlagen zugeführt wird, wo diese Energie benutzt werden kann, jedoch nach von der Beförderung herrührenden Verlusten. Diese Beförderung ist jedoch kostspielig, da sie eine Wärmeisolierung der Luftleitungen erfordert, und ihre Ausführung ist technologisch heikel infolge der hohen Temperatur der Luft in diesen Leitungen.

Eine erfindungsgemäße Anlage ist ganz besonders für Anlagen geeignet, deren verunreinigte zurückgeleitete und veraschte Luft wenig oder keinen Sauerstoff enthält, da die erforderliche Oxydation an der Stelle des Brenners vorgenommen werden kann. Es genügt nämlich in der Praxis, daß 5 f° Sauerstoff in dem Gemisch der Verbrennungsgase des Brenners und der verunreinigten Luft in der Kammer 9a der Veraschungseinrichtung vorhanden sind. Dieser Sauerstoff kann vollständig durch einen Überschuß von 5 i» Sauerstoff an der Stelle des Brenners oder durch die verunreinigte Luft zugeführt werden, welche Sauerstoff enthalten kann, welcher von dem Restsauerstoff nach der thermischen Oxydation oder von der in den Ofen an den Enden desselben eintretenden Luft herrührt.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen,

können für den gleichen Ofen mehrere Rückleitungskreise mit einem Veraschungskreis vorgesehen werden.

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Claims

0673 76 B PATENTANSPRÜCHE

Trockenverfahren, inabesondere für frisch gestrichene Gegenstände, bei welchem die Gegenstände in einen Ofen eingeführt und aus diesem nach einer bestimmten Verweilzeit abgeführt werden, wobei wenigstens ein Teil der mit Verunreinigungen beladenen Luft, welcher in dem Ofen durch die Trocknung der Gegenstände entwickelt wird, aus diesem entnommen wird, um eine thermische Oxydation zu erfahren, bevor er wieder in den Ofen zurückgeleitet wird, um an der Wärmezufuhr zu diesem teilzunehmen, während ein anderer Teil unmittelbar zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmenge, deren Verunreinigungen oxydiert sind, und welche in den Ofen zurückgeleitet wird, gleich oder praktisch gleich einer regelbaren, an einem Strömungskreis zur unmittelbaren Bückleitung entnommenen Luftmenge ist.
2. Trockenverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Oxydation der entnommenen Luftmenge dadurch vorgenommen wird, daß diese in einer Brennkammer mit den Verbrennungsgasen eines Brenners gemischt wird, welcher einen äußeren Brennstoff und den Sauerstoffträger bildende Luft in stöchiometrischer Menge empfängt, und daß ins Freie eine Luftmenge abgeführt wird, deren Verunreinigungen oxydiert sind, und welche gleich oder praktisch gleich der Menge der Verbrennungsgase ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der an dem Strömungskreis für die unmittelbare Rückleitung abgenommenen Luft im wesentlichen entsprechend ihrer Temperatur bei ihrem Austritt aus dem Ofen bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand des Brenners entsprechend der Temperatur der Gase an ihren Austritt aus der Brennkammer so geregelt wird, daß diese Temperatur bei beliebiger Menge der entnommenen Luft praktisch konstant gehalten wird.
5. Trockenanlage zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit wenigstens einem Strömungskreis zur unmittelbaren Rückleitung, welcher zwischen eine Anzapfung zur Entnahme von Luft in einem Ofen und eine Anzapfung zur Wiedereinführung geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Nebenschluß zu dem Strömungskreis (7) zur unmittelbaren Rückleitung

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liegender Veraschungskreis eine Ve ras chungs einrichtung (9) mit wenigstens einem mit Brennstoff gespeisten Brenner (10) enthält, wobei die den Sauerstoffträger bildende Luft vorher mit dem Brennstoff vor der Verbrennung in dem Brenner gemischt wird, wobei eine Anzapfung (13) zur Abfuhr ins Freie hinter der Veraschungseinrichtung vorgesehen ist, so daß nur gereinigte G-ase ins Freie abgeführt werden.
6. Anlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Regelkette (16) zur Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur der wieder in den Ofen (1) eingeführten veraschten Luft mit einem Fühler (17) für die Temperatur der Gase am Austritt aus der Brennkammer der Veraschungseinrichtung (9).
7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Regelkette (14) zur Steuerung der Öffnung eines an dem Veraschungskreis befindlichen Ventils (8) entsprechend der Temperatur der zurückgeleiteten Luft an der Stelle ihrer Entnahme an dem Ofen.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch mehrere Rückleitungskreise mit Veraschungskreis.

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