DE8321214U1 - Farbspritz- und/oder trockenkabine - Google Patents

Description

LUTRO Luft- und Troekentechnik ömbH, Leinfelden-Eehterdingen

Farbspritz- und/öder Trockenkabine

öie Neuerung betrifft eine Farbspritss- und/oder Trockenkabine, insbesondere zum Lackieren und Trocknen von Fahrzeugen öder Fahrzeugteilen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Farbspritz- und/oder Trockenkabinen, insbesondere kombinierten Farbspritz- und Tröckenkäbinen öder separaten Trockenöfen, werden als Heizeinrichtung indirekt beheizte Gaslufterhitzer verwendet, die eine gasdichte getrennte Führung von Prozeßluft und Abgasen erfordern. Dies wird

durch Verwendung eines Wärmetauschers ermöglicht, der durch die Abgase des Gaslufterhitzers erwärmt wird und die Wärme an eine vorbeigeströmte Prozeßluft abgibt. Nachteiligerweise beträgt der Wirkungsgrad derartiger Gaslufterhitzer im Mittel

etwa nur 85 %. Ein weiterer Nachteil derartiger Gaslufterhitzer liegt darin/ daß bei der Erwärmung von Frischluft für den Spritzbetrieb bei geringen Temperaturunterschieden zwischen der Außenluft bzw. Frischluft und der gewünschten Kabinentemperatur von beispielsweise +23* C der Wärmetauscher nur einer geringen Belastung ausgesetzt ist. Daraus resultieren relativ niedrige Abgastemperaturen/ die zu Taupunktunterschreitung, Kondensatanfall und bei nicht konstanter Wartung zu Korrosionssehäden im öaslufterhitzer selbst sowie in der Abgasleitung führen. Die Gaslufterhitzer werden im allgemeinen aus Kostengründen mit einer Zweipunktregelung (ein/aus) benutzt, was zu dem weiteren Nachteil großer Temperaturschwankungen führt/ die bei schlechter Abstimmung der Farbspritz- und/oder Trockenkabinen zusätzlich zu einer Überschreitung der zulässigen Toleranzwerte bei der Lackverarbeitung führen, im Trockenbetrieb wird die Frischluft nachteiligerweise nicht vorgewärmt/ sondern direkt der Prozeßluft bzw. Umluft beigemischt/ so daß als Folge einer unvollständigen Vermischung von Frischluft und Prozeßluft Kalt» luftsträhnen auftreten, die bis zum Trockengut gelangen und zu einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung in der Kabine führen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Farbspritz- und/oder Trockenkabinen 1st darin zu sehen/ daß im spritzbetrieb die Frischluft vor einem Vorfilter der Prozeßluft beigemischt wird. Bei zunehmender Filterverschmutzung wird die zugeführte Frischluftmenge Imme« mehr reduziert/ so daß die Bildung eines zündfähigen Gemisches nicht mit ausreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbspritz- und/oder Trockenkabine, insbesondere eine kombinierte Farbspritz- und Trockenkabine zu schaffen, bei der die Heizeinrichtung einen optimalen Betrieb im Spritz- und Trockenbetrieb ermöglicht.

Diese Aufgabe wird neuerungäjemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der neuerungsgeffläßen Farbspritz- und/oder Trockenkabine wird Frischluft über einen Gasflächenbrenner zur Direktbeheizung geleitet. Dabei wird die Frischluft durch ein gegenüber dem bei Farbspritz- und Troekenkabinen vorgesehenen Abluft- und Zuluftgebläse zusätzliches Gebläse zwangsweise zugeführt und liefert eine lösungsmittelfreie Verbrennungsluft von außen in die Kabine. Die zugeführte Frischluftmenge bzw. lösemittelfreie Verbrennungsluft wird derart dosiert, daß das Lösemittel-Luftgemisch in der Prozeßluft zulässige Werte nicht überschreitet.

Bei dem Betrieb einer kombinierten Farbspritz- und Trockenkabine ist zwischen einem Spritzbetrieb einerseits und einem Trockenbetrieb andererseits zu unterscheiden, im spritzbetrieb wird als Hauptluft Frischluft zugeführt, die mit durch den Gasflächenbrenner erwärmter Frischluft vermischt wird. Im Trockenbetrieb wird als Hauptluft aus der Kabine abgesaugte Umluft zugeführt, wobei zusätzlich Frischluft zur Reduzierung des Lösemittel-Luftgemisches nach Erwärmung im Gasflächenbrenner der Prozeßluft (Umluft) beigemischt wird. Im Trockenbetrieb wird also Frischluft über den Gasflächenbrenner mittels des zusätzlichen Gebläses Zugeführt und mit Umluft, d.h. rückgeführter Abluft, vermischt; da hierbei die zugeführte Frischluft vorgewärmt wird, bevor sie der Prozeßluft beigegeben wird, treten nach der Beimischung zur Prozeßluft keine Kaltluftsträhnen auf, so daß der Trocknungsvorgang bei gleichmäßiger Temperatürverteilung sichergestellt ist. Außerdem wird im Trockenbetrieb bzw. Trocknungsbetrieb das überschreiten zulässiger Werte des Lösemittel-Luftgemisches durch entsprechendes Beimischen vorgewärmter Frischluft vermieden .

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Das zusätzlich vorgesehene und mit dem Gasflächenbrenner verbundene Verbrennungsluftgebläse saugt die Frischluft ohne Vorfilterung an, so daß die Zuführung einer konstanten Frisch· luftmenge zur Prozeßluft gewährleistet ist. Eine Reduzierung der 2ugeführten Frischluftmenge, beispielsweise infolge zunehmendes Filterversehmut2ung, ist hierbei ausgeschlossen.

Durch die einfache, stufenlose Regulierbarkeit des Gasfläehenbrenners läßt sieh der Wärmebedarf entsprechend den laokteehnisehen Anforderungen genau anpassen. Die Beheizung mit dem Gasflächenbrenner hat infolge der direkten Beheizung der Frischluft einen Wirkungsgrad von nahezu 100 % und führt zu einer Energieeinsparung gegenüber einer indirekten Beheizung von etwa 20 bis 25 %.

yorteilhafterweise ist das Verbrennungsluftgebläse mit dem Betrieb des Zuluftgebläses gekoppelt, d.h. das Verbrennungsluftgebläse läuft nach dem Einschalten des Zuluftgebläses konstant und zwar sowohl im Spritzbetrieb mit Frischluftzuführung als Hauptluft als auch im Trockenbetrieb mit Umluftbetrieb, im Falle einer Abschaltung oder einer Betriebsunterbrechung des Zuluftgebläses wird auch das Verbrennungsluftgebläse und damit der Heizbetrieb des Gasflächenbrenners unterbrochen, und umgekehrt.

Das Verbrennungsluftgebläse hat eine derartige Leistung, daß die in der Kabine erforderlichen überdruckverhältnisse sowohl im Spritzbetrieb als auch im Umluftbetrieb konstant gehalten werden können.

Vorteilhafterweise ist der Gasflächenbrenner als komplette, ausziehbare Einschubeinheit mit flexibler Verbindung zu einer Armaturenstrecke gegenüber der Kabine ausgebildet, so daß Wartungs- und Einstellarbeiten vereinfacht sind. Die Einschubeinheit ist von der Kabinenaußenseite

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zugänglich. Die Verbrennungskammer des Gasflächenbrenners ist vorteilhafterweise mit einer separaten Inspektionsöffnung in Form einer großflächigen Verglasung versehen, welche die überwachung des VerbrennungsVorganges gestattet.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Heizeinrichtung für eine Parbspritz- und/oder Trockenkabine beschrieben, wobei Einzelheiten der Kabine selbst nicht dargestellt sind.

Eine Farbspritz- und Trockenkabine ist in bekannter Weise mit einem Zuluftgebläse und einem Abluftgebläse ausgerüstet, wobei die Abluft über in der Kabine angeordnete Filterelemente vom Kabineninneren zum Kabinenäußeren geleitet wird. Für den Umluft- d.h. Trockenbetrieb ist ein Umluftkanal vorgesehen, über den die Abluft in das Innere der Kabine, gegebenenfalls nach entsprechender Filterung, zurückgeleitet wird.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung die neueruncBjemäß vorgesehene Heizeinrichtung in Form eines Gasflächenbrenners mit zugehöriger Uberwachungs- und Regeleinrichtung für die Gaszuführung zum Gasflächenbrenner.

Der Gasflächenbrenner 1 befindet sich in oder nahe einem Kanal 2, über den Umluft in die nicht dargestellte Kabine eingeleitet wird. Die aus dem Gasflächenbrenner 1 austretende Verbrennungsluft ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ,und vermischt sich mit der durch Pfeile 4, 4¹ angedeuteten Hauptluft. Die Hauptluft liefert sowohl im Spritzbetrieb als auch im Trockenbetrieb die Hauptluftmenge. Im Spritzbetrieb wird der Hauptluft, ausschließlich in Form von Frischluft, über dem Gasflächenbrenner erwärmte Frischluft, die als Verbrennungsluft bezeichnet wird, zugemischt. Die in die Kabine geleitete Luft vermischt sich in der Kabine

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mit Färb- und Lösemittelteilchen und wird nach Filterung aus
der Kabine als abluft entfernt.

Im Trocknungsbetrieb .werden in dem Luftstrom der Kabine
Lösemittel freigesetzt, so daß die aus der Kabine rückgeführte Umluft lösemittelhaltig ist. Die über den Gasflächenbrenner eingeleitete Verbrennungsluft ist dagegen lösemittelfrei und wird nach Erwärmung der Umluft beigemischt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, steht der Gasflächen- I

brenner 1 über einen Kanal 6 mit einem zusätzlichen Gebläse 7 |

in Verbindung, welches vom Kabinenäußeren, also der Umgebung 1

Frischluft ansaugt. Der Kanal 6 ist vorteilhafterweise luft- |

dicht ausgebildet und vermeidet im Spritzbetrieb das Ansaugen |

von lösungsmittelhaltiger Luft innerhalb der Kabine und ver- |

meidet damit eine Zuführung von lösemittelhaltiger Luft zum ^

Gasflächenbrenner 1. Das zusätzliche Gebläse 7, im folgenden t\

als Verbrennungsluftgebläse bezeichnet, befindet sich nahe ' der Kabinenaußenwandung oder außerhalb der Kabine, so daß
das Ansaugen von Frischluft möglich ist. Im luftdichten

Kanal 6 ist eine Drosselklappe 8 angeordnet, die nach In- ■£

stallation des Gasflächenbrenners 1 und zugehörigem Ver- %

brennungsluftgebläse 7 abhängig von der Leistung des Ver- §

brennungsluftgebläses 7 eingestellt wird und zwar derart, daß 1

eine vorbestiirante, konstante Frischluftmenge während des Be- ΰ

triebs des Verbrennungsluftgebläses 7 dem Gasflächenbrenner 1 }' zugeführt wird. Die zugeführte Verbrennungsluft wird durch

einen Differenzdruckwächter 10 überwacht, der die Verbren- ^; nungsluftgeschwindigkeit vor und hinter dem Brenner des

Gasflächenbrenners 1 erfaßt. Der Brenner arbeitet hierbei :

mit Luftüberschuß, beispielsweise mit 1000 bis 1200 m* pro |

Stunde, während das Verbrennungsluftgebläse 7 Frischluft mit |'

einer Geschwindigkeit von ca. 15 m/sec zum Gasflächenbrenner 1 | zuführt.

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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird der Gasflächenbrenner in üblicher Weise überwacht; zu diesem Zweck ist ein Obertemperaturbegrenzer 11 vorgesehen, der die Temperatur des Hauptluflstroms erfaßt, welcher die vom Gasflächenbrenner 1 erwärmte Verbrennungsluft beigemischt ist. Außerdem ist ein D.ifferenzdruckwächter 12 ausgangsseitig des Gasflächenbrenners 1 in dem die Prozeßluft führenden Kanal vorgesehen, der den Differenzdruck zwischen der Umluft und der erwärmten Verbrennungsluft überwacht. Ausgangsseitig des Gasflächenbrenners 1 ist im Kanal 2 an entsprechender Stelle eine Inspektionsöffnung in Form einer großflächigen Verglasung vorgesehen, wodurch der Verbrennungsvorgang ständig überwachbar ist, und zwar vorzugsweise von der Spritz- und Trockenkabine aus. Der Gasflächenbrenner 1 ist darüber hinaus in an sich bekannter Weise mit einem Zündtransformator 13 und einem Feuerungsautomaten versehen. Eine Zündgasleitung 15 steht mit dem Feuerungsautomat 14 in Verbindung und enthält ein Zündgasventil 16 sowie einen dem Zündgadventil 16 vorgeschaltenen Zündgasdruckregler 17. Die Eingangsl»itung des Zündgasdruckreglers 17 steht mit einer Hauptgasleitung 18 in Verbindung, und zwar an einer Stelle 19, welcher das Gas über einen Absperrhahn 20 und ein Filter 21 zugeführt wird. In der Hauptgasleitung befindet sich hinter der Position 19 ein Druckregler 22, ein Druckwächter 23 für einen Minimaldruck, ein Manometer 24 und ein Sicherheitsschnellschlußventil 25. An die vorgenannten Komponenten in der Hauptgasleitung 18 schließen sich dann ein Dichtheitskontrollgerät 26, ein weiteres Sicherheitsschnellschlußventil 27, ein Gasregelventil 28 und ein Druckwächter 29 für einen Maximaldruck an. Das Gasregelventil 28 steht mechanisch mit einem elektrischen Stellantrieb 30 in Verbindung und ermöglicht die Steuerung der Gaszufuhr zum Gasflächenbrenner 1 abhängig von den jeweiligen Energieerfordernissen.

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Die mit 16, 17 und 19 bis 29 bezeichneten Teile bilden die Armatur für den Gasflächenbrenner, wobei die zugehörigen Leitungen 15, 18 ausgangsseitig der erwähnten Armaturen über flexible Leitungsabschnitte 15^f, 18⁽ mit dem Gasflächenbrenner in Verbindung stehen. Auf diese Weise läßt sich der Gasflächenbrenner 1 als komplette, ausziehbare Einschubeinheit gegenüber der Kabine vorsehen, was Wartungs- und Einstellarbeiten vereinfacht. Diese Einschubeinheit ist vom Kabinenäußeren her zugänglich.

Der Betrieb des Verbreixfiungsluftgebläses 7 ist abhängig vom Betrieb des nicht dargestellten Zuluftgebläses, so daß das Verbrennungsluftgebläse 7 und damit auch der Gasflächenbrenner 1 selbst abgeschaltet wird, sobald das Zuluftgebläse nicht mehr arbeitet.

Im Spritzbetrieb wird als Hauptluftmenge 4 Frischluft zugeführt, außerdem wird Verbrennungsluft vom Gebläse 7 angesaugt, durch den Gasflächenbrenner 1 erwärmt und der Hauptluftmenge 4 beigemischt. Auf diese Weise wird als Verbrennungsluft dem Gasflächenbrenner lösungsmittelfreie Luft zugeführt. Im Trocknungsbetrieb wird die Hauptluftmenge 4 durch Umluft ersetzt. Zur Reduzierung des Gehalts an Lösemittel in der Prozeßluft wird der Umluft die Verbrennungsluft, beigemischt. Im Trocknungsbetrieb ist die über den Umluftkanal 2 in die Kabine wiedereingeführte Luft lösungsmittelhaltig. Die über den Gasflächenbrenner zugeführte Frischluft wird also als zuzuführende Verbrennungsluft erst nach Erwärmung der Umluft beigemischt, was die Erzeugung von Kaltluftsträhnen und damit ungünstige Trockenergebnisse in der Trocknungskabine aufgrund ungleichmäßiger Temperaturverteilungen vermeiden läßt.

Durch die Neuerung wird somit erreicht, daß im Trocknungsbetrieb die Verbrennungsluft nicht der Prozeßluft entnommen wird, sondern

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durch ein Verbrennungsluftgebläse von außen in Form von Frischluft angesaugt und dann der Prozeßluft beigemischt wird. Im Trocknungsbetrieb wird durch die jeweils notwendige Beimischung von Verbrennungsluft in Form von Frischluft sichergestellt/ daß das Löeemittel-Luftgemiseh die untere Exploeionsgrenze mit Sicherheit nicht erreicht. ^: Das Verbrennungsluftgebläse bewirkt die zwangsweise Zuführung von lösemittelfreier Verbrennungsluft in beiden Betriebs-2ustftnden.

Durch den Einsatz eines Gasflächenbrenners zur Direktbeheizung zugeffilhrter Frischluft entfällt gegenüber bekannten

Heizeinriehtungen die Verwendung eines korrosionsanfälligen j Wärmetauschers/ darüber hinaus ist kein Abgaskamin ins Freie ■

erforderlich/ wobei gleichzeitig der Schadstoffanfall gegen- |

über bekannten Kabinen-verringert ist und keine Emissions- ^:j

Probleme auftreten. Mit dem Wegfall eines Abgaskamines ent- :

fallen auch die Kosten für Wartung und xmissionsmessungen, f

es wird vielmehr eine hygienisch einwandfreie Verbrennung p

gewährleistet. Im gesamten Luftstrom bzw. Prozeß luftstrom \,

wird erfindungsgemäß ein gleichmäßiges Temperaturprofil er- "

reicht, zu welchem Zweck spezielle Brennermisehplatten zu- ij

sätzlich Anwendung finden können. "^:

Die Regelung der Verbrennungsluft wirkt sieh neuerungsge- | maß direkt auf die Prozeßluft aus, wodurch die Temperatur- 1 regelung selbst schnell ansprechend und schnell reagierend 1 ist. DaÄirch werden auch kurze Aufheizzeiten/ insbesondere | im Trocknungsbetrieb sichergestellt. Die Regelung des Wärmebedarfes läßt sich in einem Bereich von 20 : 1 stufenlos und schnell reagierend durchführen.

Claims (6)

LUTRO Luft- und Trockentechnik GmbH, Leinfelden-Echterdingen Schutzansprüche

1. Farbspritz- und/oder Trockenkabine, insbesondere zum Lackieren oder Trocknen von Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen, mit einem Zuluftgebläse, einem Abluftgebläse, einem Umluftkanal und einer Heizeinrichtung zur Erwärmung der Prozeßluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (1) durch einen Gasflächenbrenner gebildet ist, und

daß der Gasflächenbrenner mit einem zusätzlichen Gebläse zur Zuführung von Frischluft in Verbindung steht.

2. Farbspritz- und/oder Trockenkabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem in der Kabine angeordneten GasflMchenbrenner (1) und dem zusätzlichen Gebläse (7) ein luftdichter Kanal (6) vorgesehen ist.

VERTRETER VOR DEM EUROPAISCHEN PATCNWt ■ REPRESENTATIVES ^BfORE TIJEffO - MANDANTAIRES AGREES PRES L' OEB

3. Parbspritz- und/oder Trockenkabine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (7) für Frischluft k außerhalb der Kabine angeordnet ist.

" 4. Farbspritz- und/oder Trockenkabine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im luftdichten Kanal (6) eine Drossel-. klappe (8) vorgesehen ist.

5. Farbspritz- und/oder Trockenkabine nach einem der vorangehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß der iasflächenbrenner (1) als von dar Außensseite der Kabine
zugängliche Einschubeinheit ausgebildet ist.

6. Farbspritz- und/oder Trockenkabine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansgangsseite des Gasflächenbrenners (1) mit einem Hauptluftkanal (2) zur Beimischung von im Gasflächenbrenner (19 erwärmter Frischluft zur Hauptluft in Verbindung steht.