EP1302737B1 - Heisslufttrockner für eine Beschichtungsanlage - Google Patents

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EP1302737B1
EP1302737B1 EP02022670A EP02022670A EP1302737B1 EP 1302737 B1 EP1302737 B1 EP 1302737B1 EP 02022670 A EP02022670 A EP 02022670A EP 02022670 A EP02022670 A EP 02022670A EP 1302737 B1 EP1302737 B1 EP 1302737B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segment
dryer
air
hot
supplied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02022670A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1302737A2 (de
EP1302737A3 (de
Inventor
Dietmar Wieland
Oliver Iglauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP1302737A2 publication Critical patent/EP1302737A2/de
Publication of EP1302737A3 publication Critical patent/EP1302737A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1302737B1 publication Critical patent/EP1302737B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/004—Nozzle assemblies; Air knives; Air distributors; Blow boxes
    • 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 good
    • F26B2210/12—Vehicle bodies, e.g. after being painted

Definitions

  • the present invention relates to a hot air dryer for a coating system for vehicle bodies, a dryer use space for receiving vehicle bodies to be dried, a conveyor for passing the vehicle bodies to be dried through the dryer use space along a conveying direction, wherein the vehicle bodies to be dried cover a conveying contour extending along the conveying direction, and arranged in lateral boundary walls of the dryer user space supply nozzles for the passage of dryer supply to the dryer use space.
  • Such a hot air dryer is for example from the DE 201 04 205 U1 known.
  • the from the DE 201 04 205 U1 known hot air dryer includes a heating area in which to be dried vehicle bodies are heated by supplying hot dryer air to a temperature in the range of about 120 ° C to about 180 ° C, wherein the warm dryer supply the dryer use space of the heating over symmetrical to the longitudinal center plane of the conveying contour of the supplied to be conveyed vehicle bodies arranged feed nozzles.
  • the juxtaposition of the airflows coming from the opposite lateral boundary walls of the dryer utility space in the middle of the dryer user space leads to vortex formation, which causes the air flows on horizontal surfaces of the vehicle bodies to detach from the vehicle bodies and in the interior spaces of the vehicle bodies an undefined air flow is created. This leads to an uneven air distribution on the vehicle bodies to be dried and thus also to an uneven heating of the vehicle bodies, which is particularly pronounced at low air circulation.
  • the DE 24 18 358 A1 discloses a drying system for drying ceramic blanks, in particular of tiles, prior to a firing process in which the drying air is introduced in a cross-flow process in successively constructed climatic zones alternately from left and right to the ceramic blanks to be dried and sucked on the opposite dryer side.
  • the present invention has for its object to provide a hot air dryer of the type mentioned, in which a uniform flow of air is generated by the feed nozzles to be dried vehicle bodies and the vehicle bodies to be dried are heated uniformly.
  • the conveying contour of the objects to be dried when passing through the dryer use space swept subsection of the dryer use space understood, and the vertical longitudinal center plane of this conveyor contour denotes that vertical plane containing the line along which the centers of gravity of the objects to be dried are promoted, or - in the case of curves - tangential to this center of gravity line.
  • the longitudinal center plane of the conveyor contour coincides with the longitudinal center plane of the objects.
  • the solution according to the invention is based on the surprising finding that vortex formation can be avoided by an asymmetrical supply of the dryer supply to the dryer utility space, which is caused by the meeting of the supply air flows from the opposing partitions in conventional convection dryers with symmetrical supply air in the middle of the dryer ,
  • the vortex-free supply air flow thus obtained covers the entire horizontal surfaces of the objects to be dried and dissolves only at the edges of these horizontal surfaces of the objects to be dried. As a result, a uniform distribution of the supply air flow over the surfaces to be dried of the objects to be dried is achieved, which leads to a more uniform heating of the objects to be dried in the dryer room.
  • the vortex-free, laminar Zu Kunststoffströmung along the horizontal surfaces of the objects to be dried particles are adhered to these objects in a particularly efficient manner from the air flow, so that the objects to be dried are effectively cleaned of such particles and the extent of the required reworking clear is reduced.
  • the asymmetry of the air supply to the first and the second segment can be generated by a corresponding asymmetry in the design and / or arrangement of the feed nozzles.
  • first segment and the second segment follow one another directly along the conveying direction.
  • the hot air dryer comprises a plurality of first segments and a plurality of second segments, wherein along the conveying direction alternately a first segment and a second segment follow each other.
  • the inventively achieved reduction or suppression of vortex formation in the supply air flow is particularly efficient, if it is provided that in the first segment at least about two-thirds, preferably at least about 90%, of the dryer use space in this segment supplied amount of air through supply nozzles, which are arranged in the first half-space, is supplied.
  • the second segment at least approximately two-thirds, preferably at least approximately 90%, of the amount of air supplied to the dryer user space in this segment is supplied by feed nozzles arranged in the second half-space.
  • a particularly favorable supply air flow is achieved when all feed nozzles are arranged in the first half-space in the first segment.
  • the first segment and the second segment have a minimum length along the conveying direction.
  • first segment and the second segment do not exceed a certain maximum extent along the conveying direction.
  • first segment and / or the second segment extend along the conveying direction over a length of approximately 1 m to approximately 4 m in each case.
  • the total amount of air, which is supplied to the dryer use space by the feed nozzles, which are arranged in the first half space of the first segment and the first half space of the second segment, substantially equal is large as the total amount of air which the dryer use space by the feed nozzles, which are arranged in the second half space of the first segment and in the second half space of the second segment, is supplied.
  • the arrangement of the feed nozzles in the second segment with respect to the longitudinal center plane of the conveying contour is substantially mirror-symmetrical to the arrangement of the feed nozzles in the first segment. This symmetry ensures that the articles to be dried, which successively pass through the first segment and the second segment, have been heated in a perfectly symmetrical manner at the end of the second segment.
  • the first segment and the second segment may in principle be arranged in each section of a hot-air dryer for a coating installation.
  • the hot air dryer comprises a heating area in which the objects to be dried are heated from an initial temperature to a final temperature
  • the at least one first segment and the at least one second segment are preferably arranged in the heating region of the hot air dryer.
  • One in the Fig. 1 to 4 illustrated, as a whole with 100 designated hot air dryer is used to dry a surface coating of vehicle bodies 102, which provided in a front of the hot air dryer 100 coating application section of a coating system with a surface coating and then by means of a known conveyor 104, for example by means of an inverted circular conveyor along a Conveying direction 106 are conveyed through the hot air dryer 100 therethrough.
  • the hot air dryer 100 comprises an input-side heating area, which comprises at least one heating module 108, as in the Fig. 1 to 4 is shown, and adjoining the heating area (not shown) holding area.
  • the vehicle bodies 102 to be dried are heated to a temperature in the range from approximately 120 ° C. to approximately 180 ° C., while in the adjoining holding region (not illustrated), the temperature of the vehicle bodies 102 substantially does not increase any further rather, it is kept substantially constant.
  • the heating module 108 is formed substantially cuboid and has a bottom 112, a top wall 114 and two vertical, along the conveying direction 106 extending lateral outer walls 116 on.
  • These outer boundary walls of the heating module 108 are all provided with thermal insulation to minimize the loss of heat from the interior of the heating module 108 to the environment.
  • the interior of the heating module 108 comprises a central tunnel-shaped dryer utility space 120, which has a substantially rectangular cross-section, extends along the conveying direction 106 and is separated on both sides by a respective vertical partition 122 of a respective lateral air supply channel 124.
  • the heating module 108 of the hot air dryer 100 comprises a plurality of first segments 126 and a plurality of second segments 128, wherein in the conveying direction 106 each have a second segment 128 immediately follows a first segment 126 and a first segment 126 directly to a second segment 128th follows.
  • the vertical longitudinal center plane 130 of the conveying contour of the vehicle bodies 102 subdivides each of the segments 126, 128 into a first half space 132a which extends to the right from the longitudinal center plane 130 (viewed in the conveying direction 106) and into a second half space 132b which extends from the longitudinal center plane 130 (seen in the conveying direction 106) ) extends to the left.
  • the opposite right air supply channel 124a is subdivided in the region of the first segment 126 by means of a filter wall 134 into a nozzle pre-chamber 136 facing the dryer user space 120 and a pressure channel 138 facing away from the dryer user space 120.
  • the filter wall 134 has substantially rectangular filter openings which are closed by filter cassettes 140, which comprise a substantially rectangular frame with filter material clamped therein.
  • one feed nozzle 148 is arranged at each of the air feed openings 146, through which the dryer feed air flows from the nozzle prechamber 136 into the dryer user space 120.
  • Each of the feed nozzles 148 has a funnel-shaped inlet region 150, a tubular throughflow region 152, which is formed substantially rotationally symmetrical with respect to a nozzle longitudinal axis 154, and an outlet region 156, which comprises an outlet opening surrounded by an annular retaining flange.
  • the supply nozzles 148 are fixed to the partition wall 122b so that the air supply openings 146 in the partition wall 122b are aligned with the discharge openings of the supply nozzles 148.
  • each feed nozzle 148 determines the mean outflow direction along which the dryer feed flows through the relevant feed nozzle 148 into the dryer utility space 120.
  • standard nozzles 158 In a series of feed nozzles 148, hereinafter referred to as standard nozzles 158, the nozzle longitudinal axis 154 and thus the mean outflow direction are aligned parallel to the respective surface normal of the vertical partition wall 122a so that the dryer feed through these standard nozzles 158 is substantially horizontal into the dryer utility room 120 flows.
  • supply nozzles 148 also referred to as tilting nozzles 160
  • tilting nozzles 160 are provided which are arranged on the dividing wall 122a such that their nozzle longitudinal axis 154 and thus their mean outflow direction relative to the local surface normal of the dividing wall 122a are inclined upward or downward by an angle ⁇ is inclined down.
  • the standard nozzles 158 and the tilting nozzles 160 are arranged on the partition wall 122a so that their nozzle longitudinal axes 154 and thus their average outflow directions are directed when passing a vehicle body 102 to be dried surfaces of the vehicle body 102 out.
  • the partition wall 122 a opposite the partition wall 122 b has no air supply openings 146 and thus the vehicle bodies to be dried 102 are supplied in the first segment 126 exclusively with supply air from Zuzhoudüsen 148, which are arranged in the first half space 132 a, the vortex formation is avoided, which at conventional convection dryers with symmetrical supply air duct in the middle of the dryer utility space is caused by the meeting of the supply air flows from the opposite partitions.
  • the vortex-free supply air flow thus obtained covers the entire horizontal surfaces of the vehicle bodies 102 to be dried and only separates from the vehicle bodies at the edges of these horizontal surfaces.
  • the vertical partition 122a 'disposed in the first half space 132a is closed and has no air supply openings 146, while the opposite vertical partition 122b' disposed in the second half space 132b is provided with air supply openings 146 to which as related to above Fig. 4 described, standard nozzles 158 are arranged with horizontal nozzle longitudinal axis or tilt nozzles 160 with inclined nozzle longitudinal axis.
  • the filter wall 134 has substantially rectangular filter openings which are closed by filter cassettes 140, which comprise a substantially rectangular frame with filter material clamped therein.
  • the design and arrangement of the feed nozzles 148 on the dividing wall 122b 'of a second segment 128 are in each case mirror-symmetrical with respect to the longitudinal center plane 130 to the design and arrangement of the feed nozzles 148 the partition 122a of the preceding in the conveying direction 106 first segment 126 of the heating module 108th
  • This symmetry ensures that a vehicle body 102, which successively passes through the first segment 126 and the second segment 128, has been heated at the end of the second segment 128 in a symmetrical manner.
  • the supply air is directed from one of the half-spaces on the vehicle bodies to be dried 102 and the partition 122b 'with the feed nozzle 148 opposite partition wall 122a' has no air supply, is also in the second segments 128th a vortex formation in the central region of the dryer use space 120 and thus premature separation of Zuluftströmung avoided by the horizontal surfaces of the vehicle bodies 102, which leads to the advantages already described above in connection with the first segment 126.
  • the filter walls 134 extend over only about 50% of the longitudinal extent of the partitions 122, account for about 50% of the required filter cartridges 140 compared to a conventional dryer with symmetrical supply air, resulting in less manufacturing, maintenance and cleaning costs.
  • the air exhaust duct is connected via a filter unit, a heat exchanger and a blower with an air supply duct, which opens into the air supply ducts 124, so that a circulating air flow can be generated, which from the dryer use space 120 through the air extraction duct, the filter unit, the heat exchanger, the fan Returning the air supply duct and the air supply ducts in the dryer space 120, wherein the circulated by means of the fan air is cleaned by the filter unit and heated by the heat exchanger.
  • the interior of the heating module 108 is accessible from the outside for maintenance and cleaning purposes.
  • the air supply channels 124 of the heating module 108 are accessible for maintenance and cleaning purposes.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heißlufttrockner für eine Beschichtungsanlage für Fahrzeugkarosserien, der einen Trocknernutzraum zur Aufnahme zu trocknender Fahrzeugkarosserien, eine Fördereinrichtung zum Hindurchfördern der zu trocknenden Fahrzeugkarosserien durch den Trocknernutzraum längs einer Förderrichtung, wobei die zu trocknenden Fahrzeugkarosserien eine sich längs der Förderrichtung erstreckende Förderkontur überstreichen, und in seitlichen Begrenzungswänden des Trocknernutzraums angeordnete Zuführdüsen für den Durchtritt von Trocknerzuluft in den Trocknernutzraum umfasst.
  • Ein solcher Heißlufttrockner ist beispielsweise aus der DE 201 04 205 U1 bekannt.
  • Der aus der DE 201 04 205 U1 bekannte Heißlufttrockner umfasst einen Aufheizbereich, in welchem zu trocknende Fahrzeugkarosserien durch Zufuhr von warmer Trocknerzuluft auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 120°C bis ungefähr 180°C aufgeheizt werden, wobei die warme Trocknerzuluft dem Trocknernutzraum des Aufheizbereichs über symmetrisch zu der Längsmittelebene der Förderkontur der zu fördernden Fahrzeugkarosserien angeordnete Zuführdüsen zugeführt wird. Das Aufeinandertreffen der von den einander gegenüberliegenden seitlichen Begrenzungswänden des Trocknernutzraums her kommenden Luftströmungen in der Mitte des Trocknernutzraums führt hierbei zu einer Wirbelbildung, welche zur Folge hat, dass sich die Luftströmungen an horizontalen Flächen der Fahrzeugkarosserien von den Fahrzeugkarosserien ablösen und dass in den Innenräumen der Fahrzeugkarosserien eine undefinierte Luftströmung entsteht. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Luftverteilung an den zu trocknenden Fahrzeugkarosserien und damit auch zu einer ungleichmäßigen Aufheizung der Fahrzeugkarosserien, welche bei niedrigen Umluftmengen besonders ausgeprägt ist.
  • Die DE 24 18 358 A1 offenbart eine Trocknungsanlage zum Trocknen keramischer Rohlinge, insbesondere von Fliesen, vor einem Brennvorgang, bei der die Trocknungsluft in einem Querstromverfahren in hintereinander aufgebauten Klimazonen abwechselnd von links und von rechts an die zu trocknenden keramischen Rohlinge herangeführt und auf der jeweils gegenüberliegenden Trocknerseite abgesaugt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heißlufttrockner der eingangs genannten Art zu schaffen, in welchem durch die Zuführdüsen eine gleichmäßige Luftströmung um die zu trocknenden Fahrzeugkarosserien erzeugt wird und die zu trocknenden Fahrzeugkarosserien gleichmäßig erwärmt werden.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Heißlufttrockner nach Anspruch 1 gelöst.
  • Dabei wird unter der Förderkontur der von den zu trocknenden Gegenständen beim Hindurchbewegen durch den Trocknernutzraum überstrichene Teilbereich des Trocknernutzraums verstanden, und die vertikale Längsmittelebene dieser Förderkontur bezeichnet jene vertikale Ebene, die die Linie enthält, längs welcher die Schwerpunkte der zu trocknenden Gegenstände gefördert werden, oder - im Fall von Kurven - tangential an dieser Schwerpunktlinie anliegt. Sind die zu trocknenden Gegenstände zu einer Längsmittelebene symmetrisch ausgebildet und werden sie längs einer parallel zu der Längsmittelebene liegenden Förderrichtung gefördert, so fällt die Längsmittelebene der Förderkontur mit der Längsmittelebene der Gegenstände zusammen.
  • Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch eine unsymmetrische Zufuhr der Trocknerzuluft zu dem Trocknernutzraum die Wirbelbildung vermieden werden kann, welche bei herkömmlichen Konvektionstrocknern mit symmetrischer Zuluftführung in der Mitte des Trocknernutzraums durch das Aufeinandertreffen der Zuluftströmungen von den einander gegenüberliegenden Trennwänden her verursacht wird.
  • Die so erhaltene wirbelfreie Zuluftströmung überstreicht die gesamten horizontalen Flächen der zu trocknenden Gegenstände und löst sich erst an den Kanten dieser horizontalen Flächen von den zu trocknenden Gegenständen ab. Hierdurch wird eine gleichmäßige Verteilung der Zuluftströmung über die zu trocknenden Flächen der zu trocknenden Gegenstände hinweg erzielt, was zu einer gleichmäßigeren Erwärmung der zu trocknenden Gegenstände in dem Trocknernutzraum führt.
  • Da die zu trocknenden Flächen der zu trocknenden Gegenstände gleichmäßig erwärmt werden, genügt es, dem Trocknernutzraum einer vergleichsweise geringe Umluftmenge zuzuführen.
  • Durch die wirbelfreie, laminare Zuluftströmung entlang der horizontalen Flächen der zu trocknenden Gegenstände werden an diesen Gegenständen haftende Partikel in besonders effizienter Weise von der Luftströmung mitgenommen, so daß die zu trocknenden Gegenstände in wirksamer Weise von solchen Partikeln gesäubert werden und das Ausmaß der erforderlichen Nacharbeit deutlich reduziert wird.
  • Die Unsymmetrie der Luftzuführung zu dem ersten und dem zweiten Segment kann durch eine entsprechende Unsymmetrie in der Ausgestaltung und/oder Anordnung der Zuführdüsen erzeugt werden.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, daß in dem ersten Segment mehr als 50 % der Gesamtfläche der Austrittsöffnungen der Zuführdüsen in dem ersten Halbraum und in dem zweiten Segment mehr als 50 % der Gesamtfläche der Austrittsöffnungen der Zuführdüsen in dem zweiten Halbraum angeordnet ist.
  • Denkbar wäre es, zwischen dem ersten Segment und dem zweiten Segment ein weiteres Segment des Heißlufttrockners anzuordnen, in welchem die Trocknerzuluft dem Trocknernutzraum in symmetrischer Weise zugeführt wird.
  • Besonders günstig ist es jedoch, wenn das erste Segment und das zweite Segment längs der Förderrichtung unmittelbar aufeinanderfolgen.
  • Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Erwärmung der zu trocknenden Gegenstände ist es besonders vorteilhaft, wenn der Heißlufttrockner mehrere erste Segmente und mehrere zweite Segmente umfaßt, wobei längs der Förderrichtung abwechselnd je ein erstes Segment und ein zweites Segment aufeinanderfolgen.
  • Die erfindungsgemäß erzielte Verminderung oder Unterdrückung einer Wirbelbildung in der Zuluftströmung ist besonders effizient, wenn vorgesehen ist, daß in dem ersten Segment mindestens ungefähr zwei Drittel, vorzugsweise mindestens ungefähr 90 %, der dem Trocknernutzraum in diesem Segment zugeführten Luftmenge durch Zuführdüsen, welche in dem ersten Halbraum angeordnet sind, zugeführt wird.
  • Dies kann dadurch erreicht werden, daß in dem ersten Segment mindestens ungefähr zwei Drittel, vorzugsweise mindestens ungefähr 90 %, der Gesamtfläche der Austrittsöffnungen der Zuführdüsen in dem ersten Halbraum angeordnet sind.
  • In entsprechender Weise ist es besonders vorteilhaft, wenn in dem zweiten Segment mindestens ungefähr zwei Drittel, vorzugsweise mindestens ungefähr 90 %, der dem Trocknernutzraum in diesem Segment zugeführten Luftmenge durch Zuführdüsen, welche in dem zweiten Halbraum angeordnet sind, zugeführt wird.
  • Dies kann dadurch erreicht werden, daß in dem zweiten Segment mindestens ungefähr zwei Drittel, vorzugsweise mindestens ungefähr 90 %, der Gesamtfläche der Austrittsöffnungen der Düsen in dem zweiten Halbraum angeordnet sind.
  • Eine besonders günstige Zuluftströmung wird erzielt, wenn in dem ersten Segment sämtliche Zuführdüsen in dem ersten Halbraum angeordnet sind.
  • In entsprechender Weise ist es besonders günstig, wenn in dem zweiten Segment sämtliche Zuführdüsen in dem zweiten Halbraum angeordnet sind.
  • Um die erwünschte Reduzierung der Wirbelbildung in der Zuluftströmung zu erhalten, ist es von Vorteil, wenn das erste Segment und das zweite Segment eine Mindestlänge längs der Förderrichtung aufweisen.
  • Um beim Durchlaufen des ersten Segments und des darauffolgenden zweiten Segments insgesamt eine möglichst symmetrische Aufheizung zu erhalten, ist es ferner von Vorteil, wenn das erste Segment und das zweite Segment eine bestimmte Höchstausdehnung längs der Förderrichtung nicht überschreiten.
  • Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn das erste Segment und/oder das zweite Segment sich längs der Förderrichtung jeweils über eine Länge von ungefähr 1 m bis ungefähr 4 m erstrecken.
  • Ferner ist zur Erzielung einer insgesamt möglichst symmetrischen Erwärmung der zu trocknenden Gegenstände von Vorteil, wenn die Gesamtluftmenge, welche dem Trocknernutzraum durch die Zuführdüsen, die im ersten Halbraum des ersten Segments und im ersten Halbraum des zweiten Segments angeordnet sind, zugeführt wird, im wesentlichen gleich groß ist wie die Gesamtluftmenge, welche dem Trocknernutzraum durch die Zuführdüsen, die im zweiten Halbraum des ersten Segments und im zweiten Halbraum des zweiten Segments angeordnet sind, zugeführt wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Heißlufttrockner ist vorgesehen, dass die Anordnung der Zuführdüsen in dem zweiten Segment bezüglich der Längsmittelebene der Förderkontur im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der Anordnung der Zuführdüsen in dem ersten Segment ist. Durch diese Symmetrie wird erreicht, dass die zu trocknenden Gegenstände, welche nacheinander das erste Segment und das zweite Segment durchlaufen, am Ende des zweiten Segments in vollkommen symmetrischer Weise erwärmt worden sind.
  • Das erste Segment und das zweite Segment können grundsätzlich in jedem Abschnitt eines Heißlufttrockners für eine Beschichtungsanlage angeordnet sein.
  • Wenn der Heißlufttrockner einen Aufheizbereich umfaßt, in dem die zu trocknenden Gegenstände von einer Anfangstemperatur auf eine Endtemperatur aufgeheizt werden, so werden das mindestens eine erste Segment und das mindestens eine zweite Segment vorzugsweise in dem Aufheizbereich des Heißlufttrockners angeordnet.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine teilweise geschnittene Draufsicht auf ein Aufheizmodul eines Heißlufttrockners für eine Beschichtungsanlage;
    Fig. 2
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Trennwand des Aufheizmoduls aus Fig. 1, mit der Blickrichtung längs der in Fig. 1 mit "2" gekennzeichneten Pfeile;
    Fig. 3
    einen schematischen Querschnitt durch das Aufheizmodul aus den Fig. 1 und 2 längs der Linie 3-3 in den Fig. 1 und 2; und
    Fig. 4
    einen schematischen Querschnitt durch das Aufheizmodul aus den Fig. 1 und 2 längs der Linie 4-4 in den Fig. 1 und 2.
  • Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Ein in den Fig. 1 bis 4 dargestellter, als Ganzes mit 100 bezeichneter Heißlufttrockner dient dem Trocknen einer Oberflächenbeschichtung von Fahrzeugkarosserien 102, die in einem vor dem Heißlufttrockner 100 angeordneten Beschichtungsauftragsabschnitt einer Beschichtungsanlage mit einer Oberflächenbeschichtung versehen und anschließend mittels einer an sich bekannten Fördereinrichtung 104, beispielsweise mittels eines invertierten Kreisförderers, längs einer Förderrichtung 106 durch den Heißlufttrockner 100 hindurch gefördert werden.
  • Der Heißlufttrockner 100 umfaßt einen eingangsseitigen Aufheizbereich, der mindestens ein Aufheizmodul 108 umfaßt, wie es in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, und einen sich an den Aufheizbereich anschließenden (nicht dargestellten) Haltebereich.
  • In dem Aufheizbereich erfolgt eine Aufheizung der zu trocknenden Fahrzeugkarosserien 102 auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 120°C bis ungefähr 180°C, während in dem sich daran anschließenden (nicht dargestellten) Haltebereich die Temperatur der Fahrzeugkarosserien 102 im wesentlichen nicht weiter erhöht, sondern vielmehr im wesentlichen konstant gehalten wird.
  • Wie aus den Fig. 1 bis 4 zu ersehen ist, ist das Aufheizmodul 108 im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist einen Boden 112, eine Deckenwand 114 und zwei vertikale, sich längs der Förderrichtung 106 erstreckende seitliche Außenwände 116 auf.
  • Diese äußeren Begrenzungswände des Aufheizmoduls 108 sind sämtlich mit einer Wärmeisolierung versehen, um den Verlust von Wärme aus dem Innenraum des Aufheizmoduls 108 an die Umgebung zu minimieren.
  • Der Innenraum des Aufheizmoduls 108 umfaßt einen mittigen tunnelförmigen Trocknernutzraum 120, der einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, sich längs der Förderrichtung 106 erstreckt und zu beiden Seiten durch jeweils eine vertikale Trennwand 122 von jeweils einem seitlichen Luftzuführkanal 124 getrennt ist.
  • Wie am besten aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, umfaßt das Aufheizmodul 108 des Heißlufttrockners 100 mehrere erste Segmente 126 und mehrere zweite Segmente 128, wobei in der Förderrichtung 106 jeweils ein zweites Segment 128 unmittelbar auf ein erstes Segment 126 folgt und jeweils ein erstes Segment 126 unmittelbar auf ein zweites Segment 128 folgt.
  • Die vertikale Längsmittelebene 130 der Förderkontur der Fahrzeugkarosserien 102 (siehe Fig. 3 und 4) unterteilt jedes der Segmente 126, 128 in einen ersten Halbraum 132a, welcher sich von der Längsmittelebene 130 (in der Förderrichtung 106 gesehen) nach rechts erstreckt, und in einen zweiten Halbraum 132b, welcher sich von der Längsmittelebene 130 (in der Förderrichtung 106 gesehen) nach links erstreckt.
  • Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist in jedem der ersten Segmente 126 die Trennwand 122b, welche in dem zweiten Halbraum 132b angeordnet ist, geschlossen ausgebildet und weist keine Luftzuführöffnungen auf.
  • Aus dem linken Luftzuführkanal 124b kann somit in einem solchen ersten Segment 126 keine Luft in den Trocknernutzraum 120 gelangen.
  • Der gegenüberliegende rechte Luftzuführkanal 124a ist hingegen im Bereich des ersten Segments 126 mittels einer Filterwand 134 in eine dem Trocknernutzraum 120 zugewandte Düsenvorkammer 136 und einen dem Trocknernutzraum 120 abgewandten Druckkanal 138 unterteilt.
  • Die Filterwand 134 weist im wesentlichen rechteckige Filteröffnungen auf, die durch Filterkassetten 140 verschlossen sind, welche einen im wesentlichen rechteckigen Rahmen mit darin eingespanntem Filtermaterial umfassen.
  • In der im ersten Halbraum 132a angeordneten Trennwand 122a des ersten Segments 126 sind Luftzuführöffnungen 146 ausgebildet, durch welche warme Zuluft aus der Düsenvorkammer 136 in den Trocknernutzraum 120 einströmen kann.
  • An jeder der Luftzuführöffnungen 146 ist jeweils eine Zuführdüse 148 angeordnet, durch welche die Trocknerzuluft aus der Düsenvorkammer 136 in den Trocknernutzraum 120 einströmt.
  • Jede der Zuführdüsen 148 weist einen trichterförmigen Eintrittsbereich 150, einen rohrförmigen Durchströmungsbereich 152, der im wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Düsenlängsachse 154 ausgebildet ist, und einen Austrittsbereich 156 auf, der eine von einem ringförmigen Halteflansch umgebene Austrittsöffnung umfaßt.
  • Die Zuführdüsen 148 sind so an der Trennwand 122b festgelegt, daß die Luftzuführöffnungen 146 in der Trennwand 122b mit den Austrittsöffnungen der Zuführdüsen 148 fluchten.
  • Die Düsenlängsachse 154 jeder Zuführdüse 148 legt die mittlere Ausströmrichtung fest, längs welcher die Trocknerzuluft durch die betreffende Zuführdüse 148 in den Trocknernutzraum 120 ausströmt.
  • Bei einer Reihe von Zuführdüsen 148, die im folgenden als Standarddüsen 158 bezeichnet werden, ist die Düsenlängsachse 154 und damit die mittlere Ausströmrichtung parallel zur jeweiligen Oberflächennormale der vertikalen Trennwand 122a ausgerichtet, so daß die Trocknerzuluft durch diese Standarddüsen 158 im wesentlichen horizontal in den Trocknernutzraum 120 einströmt.
  • Neben den Standarddüsen sind jedoch auch im folgenden als Neigedüsen 160 bezeichnete Zuführdüsen 148 vorgesehen, die so an der Trennwand 122a angeordnet sind, daß deren Düsenlängsachse 154 und somit deren mittlere Ausströmrichtung relativ zu der lokalen Oberflächennormale der Trennwand 122a um einen Winkel ∝ nach oben oder nach unten geneigt ist.
  • Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, werden die Standarddüsen 158 und die Neigedüsen 160 an der Trennwand 122a so angeordnet, daß deren Düsenlängsachsen 154 und damit deren mittlere Ausströmrichtungen beim Vorbeilaufen einer Fahrzeugkarosserie 102 zu den zu trocknenden Flächen der Fahrzeugkarosserie 102 hin gerichtet sind.
  • Dadurch, daß die der Trennwand 122a gegenüberliegende Trennwand 122b keine Luftzuführöffnungen 146 aufweist und somit die zu trocknenden Fahrzeugkarosserien 102 in dem ersten Segment 126 ausschließlich mit Zuluft aus Zuführdüsen 148 beaufschlagt werden, welche im ersten Halbraum 132a angeordnet sind, wird die Wirbelbildung vermieden, welche bei herkömmlichen Konvektionstrocknern mit symmetrischer Zuluftführung in der Mitte des Trocknernutzraums durch das Aufeinandertreffen der Zuluftströmungen von den einander gegenüberliegenden Trennwänden her verursacht wird.
  • Die so erhaltene wirbelfreie Zuluftströmung überstreicht die gesamten horizontalen Flächen der zu trocknenden Fahrzeugkarosserien 102 und löst sich erst an den Kanten dieser horizontalen Flächen von den Fahrzeugkarosserien ab.
  • Hierdurch wird eine gleichmäßige Verteilung der Zuluftströmung über die zu trocknenden Flächen der Fahrzeugkarosserie hinweg erzielt, was zu einer gleichmäßigeren Aufheizung der Fahrzeugkarosserien 102 in dem Aufheizmodul 108 führt.
  • Da die zu trocknenden Flächen der Fahrzeugkarosserien 102 gleichmäßig aufgeheizt werden, genügt es, dem Trocknernutzraum 120 eine vergleichsweise geringe Umluftmenge zuzuführen.
  • Durch die wirbelfreie, laminare Zuluftströmung entlang der horizontalen Flächen der Fahrzeugkarosserien 102 werden an den Fahrzeugkarosserien 102 haftende Partikel in besonders effizienter Weise von der Luftströmung mitgenommen, so daß die Fahrzeugkarosserien 102 in wirksamer Weise von solchen Partikeln gesäubert werden und das Ausmaß der erforderlichen Nacharbeit deutlich reduziert wird.
  • Wie aus einem Vergleich der Fig. 3 mit der Fig. 4 zu ersehen ist, sind die in Fig. 3 dargestellten zweiten Segmente 128 des Aufheizmoduls jeweils bezüglich der Längsmittelebene 130 der Förderkontur der Fahrzeugkarosserien 102 spiegelsymmetrisch zu den ersten Segmenten 126 ausgebildet.
  • Das heißt, daß in den zweiten Segmenten 128 die in dem ersten Halbraum 132a angeordnete vertikale Trennwand 122a' geschlossen ausgebildet ist und keine Luftzuführöffnungen 146 aufweist, während die gegenüberliegende, im zweiten Halbraum 132b angeordnete vertikale Trennwand 122b' mit Luftzuführöffnungen 146 versehen ist, an welchen, wie vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben, Standarddüsen 158 mit horizontaler Düsenlängsachse oder Neigedüsen 160 mit geneigter Düsenlängsachse angeordnet sind.
  • Der (in der Förderrichtung 106 gesehen) linke Luftzuführkanal 124b' ist mittels einer Filterwand 134 in eine dem Trocknernutzraum 120 zugewandte Düsenvorkammer 136 und einen dem Trocknernutzraum 120 abgewandten Druckkanal 138 unterteilt.
  • Die Filterwand 134 weist im wesentlichen rechteckige Filteröffnungen auf, die durch Filterkassetten 140 verschlossen sind, welche einen im wesentlichen rechteckigen Rahmen mit darin eingespanntem Filtermaterial umfassen.
  • Die Ausbildung und Anordnung der Zuführdüsen 148 an der Trennwand 122b' eines zweiten Segments 128 ist jeweils bezüglich der Längsmittelebene 130 spiegelsymmetrisch zu der Ausbildung und Anordnung der Zuführdüsen 148 an der Trennwand 122a des in der Förderrichtung 106 vorausgehenden ersten Segments 126 des Aufheizmoduls 108.
  • Durch diese Symmetrie wird erreicht, daß eine Fahrzeugkarosserie 102, welche nacheinander das erste Segment 126 und das zweite Segment 128 durchläuft, am Ende des zweiten Segments 128 in symmetrischer Weise aufgeheizt worden ist.
  • Da auch in den zweiten Segmenten 128 des Aufheizmoduls 108 die Zuluft nur aus einem der Halbräume auf die zu trocknenden Fahrzeugkarosserien 102 gerichtet wird und die der Trennwand 122b' mit den Zuführdüsen 148 gegenüberliegende Trennwand 122a' keine Luftzuführöffnungen aufweist, wird auch in den zweiten Segmenten 128 eine Wirbelbildung im zentralen Bereich des Trocknernutzraums 120 und somit eine vorzeitige Ablösung der Zuluftströmung von den horizontalen Flächen der Fahrzeugkarosserien 102 vermieden, was zu den vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem ersten Segment 126 beschriebenen Vorteilen führt.
  • Dadurch, daß sich die Filterwände 134 nur über ungefähr 50 % der Längsausdehnung der Trennwände 122 erstrecken, entfallen gegenüber einem herkömmlichen Trockner mit symmetrischer Zuluftführung ungefähr 50 % der benötigten Filterkassetten 140, was zu einem geringeren Herstellungs-, Wartungs- und Reinigungsaufwand führt.
  • Im Boden 112 des Aufheizmoduls 108 sind (nicht dargestellte) Luftauslaßöffnungen vorgesehen, durch welche der Trocknernutzraum 120 mit einem (nicht dargestellten) Luftabsaugschacht verbunden ist.
  • Der Luftabsaugschacht ist über eine Filtereinheit, einen Wärmetauscher und ein Gebläse mit einem Luftzuführschacht verbunden, welcher in die Luftzuführkanäle 124 mündet, so daß ein Umluftstrom erzeugbar ist, welcher von dem Trocknernutzraum 120 durch den Luftabsaugschacht, die Filtereinheit, den Wärmetauscher, das Gebläse, den Luftzuführschacht und die Luftzuführkanäle in den Trocknernutzraum 120 zurückführt, wobei die mittels des Gebläses umgewälzte Luft durch die Filtereinheit gereinigt und durch den Wärmetauscher erwärmt wird.
  • Durch eine Tür 162 (siehe Fig. 1 und 2) in einer der Seitenwände 116 ist der Innenraum des Aufheizmoduls 108 von außen für Wartungs- und Reinigungszwecke zugänglich.
  • Durch weitere Türen 164 sind die Luftzuführkanäle 124 des Aufheizmoduls 108 für Wartungs- und Reinigungszwecke zugänglich.

Claims (11)

  1. Heißlufttrockner für eine Beschichtungsanlage für Fahrzeugkarosserien (102), umfassend
    einen Trocknernutzraum (120) zur Aufnahme zu trocknender Fahrzeugkarosserien (102),
    eine Fördereinrichtung (104) zum Hindurchfördern der zu trocknenden Fahrzeugkarosserien (102) durch den Trocknernutzraum (120) längs einer Förderrichtung (106), wobei die zu trocknenden Fahrzeugkarosserien (102) eine sich längs der Förderrichtung (106) erstreckende Förderkontur (131) überstreichen, und
    in seitlichen Begrenzungswänden (122) des Trocknernutzraums (120) angeordnete Zuführdüsen (148) für den Durchtritt von Trocknerzuluft in den Trocknernutzraum (120), wobei
    der Heißlufttrockner (100) mindestens ein erstes Segment (126) umfasst, in dem mehr als die Hälfte der dem Trocknernutzraum (120) in diesem Segment zugeführten Luftmenge durch Zuführdüsen (148), welche in einem ersten (132a) der durch die Längsmittelebene (130) der Förderkontur (131) begrenzten Halbräume angeordnet sind, zugeführt wird, und
    mindestens ein längs der Förderrichtung (106) auf das erste Segment (126) folgendes zweites Segment (128) umfasst, in dem mehr als die Hälfte der dem Trocknernutzraum (120) in diesem Segment zugeführten Luftmenge durch Zuführdüsen (148), welche in dem zweiten (132b) der durch die Längsmittelebene (130) der Förderkontur (131) begrenzten Halbräume angeordnet sind, zugeführt wird, und
    wobei die Anordnung der Zuführdüsen (148) in dem zweiten Segment (128) bezüglich der Längsmittelebene (130) der Förderkontur (131) im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der Anordnung der Zuführdüsen (148) in dem ersten Segment (126) ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem ersten Segment (126) die in dem zweiten Halbraum (132b) angeordnete seitliche Begrenzungswand (122) entweder geschlossen ausgebildet oder mit Zuführdüsen für den Durchtritt von Trocknerzuluft in den Trocknernutzraum (120) versehen ist.
  2. Heißlufttrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Segment (126) und das zweite Segment (128) längs der Förderrichtung (106) unmittelbar aufeinanderfolgen.
  3. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißlufttrockner (100) mehrere erste Segmente (126) und mehrere zweite Segmente (128) umfasst, wobei längs der Förderrichtung (106) abwechselnd je ein erstes Segment (126) und ein zweites Segment (128) aufeinander folgen.
  4. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Segment (126) mindestens ungefähr zwei Drittel, vorzugsweise mindestens ungefähr 90 %, der dem Trocknernutzraum (120) in diesem Segment zugeführten Luftmenge durch Zuführdüsen (148), welche in dem ersten Halbraum (132a) angeordnet sind, zugeführt wird.
  5. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Segment (128) mindestens ungefähr zwei Drittel, vorzugsweise mindestens ungefähr 90 %, der dem Trocknernutzraum (120) in diesem Segment zugeführten Luftmenge durch Zuführdüsen (148), welche in dem zweiten Halbraum (132b) angeordnet sind, zugeführt wird.
  6. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Segment (126) sämtliche Zuführdüsen (148) in dem ersten Halbraum (132a) angeordnet sind.
  7. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Segment (128) sämtliche Zuführdüsen (148) in dem zweiten Halbraum (132b) angeordnet sind.
  8. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Segment (126) sich längs der Förderrichtung (106) über eine Länge von ungefähr 1 m bis ungefähr 4 m erstreckt.
  9. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Segment (128) längs der Förderrichtung (106) über eine Länge von ungefähr 1 m bis ungefähr 4 m erstreckt.
  10. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtluftmenge, welche dem Trocknernutzraum (120) durch die Zuführdüsen (148), die im ersten Halbraum (132a) des ersten Segments (126) und im ersten Halbraum (132a) des zweiten Segments (128) angeordnet sind, zugeführt wird, im wesentlichen gleich groß ist wie die Gesamtluftmenge, welche dem Trocknernutzraum (120) durch die Zuführdüsen (148), die im zweiten Halbraum (132b) des ersten Segments (126) und im zweiten Halbraum (132b) des zweiten Segments (128) angeordnet sind, zugeführt wird.
  11. Heißlufttrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißlufttrockner (100) einen Aufheizbereich (108) umfasst, in dem die zu trocknenden Gegenstände von einer Anfangstemperatur auf eine Endtemperatur aufgeheizt werden, und dass das mindestens eine erste Segment (126) und das mindestens eine zweite Segment (128) in dem Aufheizbereich des Heißlufttrockners (100) angeordnet sind.
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