工件加工设施和用于制造和运行这种工件加工设施的方法

技术领域

本发明涉及一种具有热学废气清洁装置的工件加工设施，特别是一种用于干燥和/或硬化被涂漆和/或涂覆和/或粘接的工件的工件加工设施，以及一种用于制造这种工件加工设施的方法。本发明具体涉及连续式干燥机、连续式硬化设施、室式干燥机和室式硬化设施领域，其中被涂漆和/或粘接的车身或车身部件可以被干燥和/或硬化。

背景技术

工件加工设施通常必须配备热学废气清洁机构(TAR)，以满足从废气(例如来自干燥设施)中清除碳氢化合物的适用法律要求，作为排放控制的一部分。传统上，TAR装置由燃烧器和燃烧腔组成，其中，燃烧腔在功能上由于高燃烧温度而必须设计得非常复杂且成本高昂(例如使用优质钢)。由于其复杂性，TAR装置通常无法改变/调整，因而它们例如当产能改变和/或工件加工设施重新构造时必须被更换，这非常复杂且昂贵。此外，TAR装置通常必须针对最大值进行设计，这通常会导致尺寸较大，从而难以安装到相应的工件加工设施中。

发明内容

本发明的目的是，提出一种具有热学废气清洁的改进的工件加工设施，其以简单的方式实现工件加工设施的运行状态和/或结构的灵活性。

该目的通过独立权利要求1中限定的工件加工设施来实现。本发明的特别有利的设计和改进是从属权利要求的主题。

该工件加工设施具有用于容纳待加工工件的处理腔，其中该处理腔与至少一个用于将新鲜空气引入到处理腔中的新鲜空气管线和至少一个用于从处理腔中排出待清洁废气的废气管线连接。另外，根据本发明的工件加工设施具有至少一个模块化的带有多个燃烧器模块的热学废气清洁系统(TAR系统)，这些燃烧器模块分别具有：带燃烧室的燃烧腔，用于对其中的原始气体进行热处理；与燃烧腔连接的燃烧器(例如用于燃烧在待清洁的原始气体中所含有的有害物质)；用于将待清洁的原始气体引入到相应的燃烧器模块中的原始气体入口；以及用于从相应的燃烧器模块排出清洁后的清洁气体的清洁气体出口。该至少一个模块化TAR系统可分为一个或多个废气清洁装置，每个废气清洁装置具有单个燃烧器模块或至少两个彼此联接的燃烧器模块，并且每个燃烧器模块可单独定位在工件加工设施中，并且可单独地连接到至少一个废气管线。根据对模块化TAR系统所选的划分，多个燃烧器模块的多个原始气体入口因而有选择地单独连接到相应的原始气体供应管线，或者成组地连接到公共原始气体供应管线，并且多个燃烧器模块的多个清洁气体出口有选择地单独地连接到相应的清洁气体排出管线，或者成组地连接到公共清洁气体排出管线。

TAR系统的所提出的模块化使得能够灵活设计不同数量的燃烧器模块和具有灵活数量的燃烧器模块的不同数量的独立废气清洁装置以及各个燃烧器模块的简单改型，使得TAR系统可以按简单的方式适应工件加工设施的可变的性能要求和/或可变的结构。模块化为TAR系统在设施整体结构中提供了许多不同的集成选项，因为TAR系统可以通过灵活的/任意的划分而有选择地构造为(i)具有所有燃烧器模块的整体模块装置，或(ii)具有一个或多个子模块装置的多件，子模块装置分别带有至少两个燃烧器模块，或(iii)具有一个或多个单模块装置的多件，单模块装置分别带有单个燃烧器模块，或(iv)具有一个或多个子模块装置和一个或多个单模块装置的多件，子模块装置分别带有至少两个燃烧器模块，单模块装置分别带有单个燃烧器模块，从而能够以简单的方式，在现有TAR系统的基础上，例如应对当地条件、可用的空间状况、工艺技术优势、对设施或能量边界条件的具体要求。子模块装置和单模块装置于是需要较小的空间，因此也可以容易地安装到组装空间小的复杂设施结构中，并且将TAR系统划分为单独的子模块装置和/或单模块装置使得能够与设施的多个废气管线简单地连接，这些废气管线甚至可以彼此相距很远。此外，模块化为现有TAR系统开辟了灵活的运行模式，特别是通过可运行的可变数量的现有燃烧器模块，使得TAR系统的性能可以例如轻松适应当前的废气量和/或设施的当前热能需求。

根据本发明的工件加工设施具有至少一个这样的模块化TAR系统。这意味着，例如在非常大的设施的情况下，也可以选择性地包括两个或更多这样的模块化TAR系统。如果模块化TAR系统被分成至少两个单独的废气清洁装置，则这些废气清洁装置可以通过单独分配的控制器或公共中央控制器来运行，并且可以优选单独地控制。所提出的模块化TAR系统可以选择性地分为多个废气清洁装置，与具有多个废气清洁装置的传统设施的不同之处例如在于废气清洁装置中的细分和燃烧器模块数量的可变性。

在本发明的一个实施方式中，工件加工设施的处理腔设置有单个加热回路。在这种情况下，TAR系统可以优选地具有整体模块装置，其中TAR系统的所有燃烧器模块彼此联接，其中，所有燃烧器模块的原始气体入口都连接到至少一个废气管线，并且所有燃烧器模块的清洁气体出口都连接至公共清洁气体排出管线，并且其中，公共清洁气体排出管线经由热交换器与处理腔的加热回路连接。热交换器可被配置用于将热量从清洁气体传递至加热回路的加热气体，或者替代地也用于将至少部分清洁气体作为加热气体引入到加热回路中。

在本发明的一个实施方式中，工件加工设施的处理腔与至少两个废气管线连接，并且设置有至少两个单独的加热回路。在这种情况下，TAR系统可以优选地具有至少两个子模块装置，每个子模块装置具有至少两个彼此联接的燃烧器模块，这些燃烧器模块的原始气体入口均全部连接到至少两个废气管线之一，并且其清洁气体出口均全都连接到相应的公共清洁气体排出管线，其中，公共清洁气体排出管线均经由相应的热交换器与处理腔的相应的加热回路连接。该实施方式对于如下工件加工设施特别有利：其中处理腔具有不同温度的两个处理腔区域(例如用于预干燥器和主干燥器)。热交换器可分别被配置用于将热量从清洁气体传递至相应加热回路的加热气体，或者替代地也将部分清洁气体作为加热气体引入相应加热回路中。

在本发明的一个实施方式中，工件加工设施的处理腔设置有多个循环空气回路。在这种情况下，TAR系统可以优选地具有整体模块组，其中所有燃烧器模块彼此联接，其中，所有燃烧器模块的原始气体入口连接到至少一个废气管线，并且所有燃烧器模块的清洁气体出口连接到公共清洁气体排出管线，并且其中，公共清洁气体排出管线经由相应的循环空气热交换器或相应的循环空气混合腔与至少一部分、优选地所有循环空气回路连接。可选地，循环空气回路可至少部分地各自具有循环空气再生器，在这种情况下，循环空气热交换器或循环空气混合腔优选地包含在相应的循环空气再生器中。通过与清洁气体排出管线和相应循环空气回路的循环空气管线连接的循环空气混合腔，可以将部分清洁气体混合到循环空气流中，以加热处理腔或干燥器。

在本发明的一个实施方式中，工件加工设施的处理腔与至少两个废气管线连接，并设有多个循环空气回路。在这种情况下，TAR系统可以优选地具有至少两个子模块装置，每个子模块装置具有至少两个彼此联接的燃烧器模块，这些燃烧器模块的原始气体入口全部相应连接到至少两个废气管线之一，并且其清洁气体出口全部相应连接至各自的公共清洁气体排出管线，其中，至少两个公共清洁气体排出管线分别通过相应的循环空气热交换器或相应的循环空气混合腔与部分循环空气回路连接。可选地，循环空气回路可至少部分地各自具有循环空气再生器，在这种情况下，循环空气热交换器或循环空气混合腔优选地包含在相应的循环空气再生器中。通过与清洁气体排出管线和相应循环空气回路的循环空气管线连接的循环空气混合腔，可以将部分清洁气体混合到循环空气流中，以加热处理腔或干燥器。

在本发明的一个实施方式中，工件加工设施的处理腔与多个废气管线连接，并设有多个循环空气回路。在这种情况下，TAR系统可以优选地具有多个单模块装置，每个单模块装置具有单个的燃烧器模块，燃烧器模块的原始气体入口分别连接到多个废气管线中相应的废气管线，并且其清洁气体出口分别连接至单个的清洁气体排出管线，其中，多个单个的清洁气体排出管线分别通过相应的循环空气热交换器或相应的循环空气混合腔与多个循环空气回路中的相应的循环空气回路连接。可选地，循环空气回路可至少部分地各自具有循环空气再生器，在这种情况下，循环空气热交换器或循环空气混合腔优选地包含在相应的循环空气再生器中。通过与清洁气体排出管线和相应循环空气回路的循环空气管线连接的循环空气混合腔，可以将部分清洁气体混合到循环空气流中，以加热处理腔或干燥器。

在上述三个实施方式中，整体模块装置或子模块装置或单模块装置还可以在输入侧与新鲜空气管线连接，以便将来自处理腔的废气与新鲜空气混合。新鲜空气输入管线可以通过原始气体入口或通过额外的新鲜空气入口与经由原始气体入口引入的废气混合。在整体模块装置和子模块装置的情况下，新鲜空气可供应到所有燃烧器模块或部分燃烧器模块中。通过在TAR系统中以这种方式将废气与新鲜空气混合，新鲜空气可以作为清洁气体通过在循环空气再生器中的起始于清洁气体排出管线的循环空气混合腔引入到处理腔中，从而可以节省空间地省去进入处理腔的额外新鲜空气管线。

在本发明的一个实施方式中，工件加工设施的处理腔设置有多个循环空气回路，在这些循环空气回路中分别包含带有循环空气热交换器或循环空气混合腔的循环空气再生器。在这种情况下，TAR系统可以优选地具有多个单模块装置，每个单模块装置具有单个燃烧器模块，每个模块装置被集成到多个循环空气再生器中的相应一个中。可选地，附加于或代替单模块装置，TAR系统还可以具有至少一个带有两个或更多个燃烧器模块的子模块装置，其也集成到多个循环空气再生器中的相应一个中，这特别地例如在处理腔的区域中的热量需求增加的情况下可以是有利的。

在本发明的一个设计中，上述实施方式中的一个公共清洁气体排出管线或多个公共清洁气体排出管线或各个清洁气体排出管线还可以分别在加热气体回路或循环空气回路的热交换器的下游，通过另一热交换器与至少一个新鲜空气管线连接。可选地，至少一个新鲜空气管线可以具有新鲜空气再生器，在这种情况下，新鲜空气热交换器优选地包含在该新鲜空气再生器中。

在本发明的一个设计中，TAR系统还可以具有一个或多个无燃烧器的附加模块，每个附加模块可以可选地集成到TAR系统的废气清洁装置中，使得它们的内部空间与相应的相邻燃烧腔的燃烧室相连，以形成公共内部空间，并且分别具有至少一个附加功能元件。TAR系统优选地具有与燃烧器模块的数量相同数量的附加模块，使得在极端情况下也可以为所有的单模块装置分别补充附加模块。根据附加功能元件的构造和/或需要和/或类型而定，附加模块可以集成到在相应废气清洁装置的边缘处的燃烧器模块上或两个燃烧器模块之间。作为附加功能元件，附加模块例如具有加热装置(例如电的、感应的、具有燃烧器等)，用于将燃烧模块的燃烧室或燃烧模块的多个燃烧室或公共燃烧室加热到燃烧温度，或增加功率以进行快速加热。替代的或至少一个另外的附加功能元件可以例如具有用于TAR系统的相应废气清洁装置的至少一个附加功能，其选自：(a)扩大燃烧腔的(公共)燃烧室；(b)补偿废气清洁装置的尺寸变化(特别是热引起的长度变化)；(c)从公共内部空间的清洁气体到废气清洁装置外部的另一种流体的热传递；(d)热气体排出；(e)热量储存；(f)催化剂；(g)从公共内部空间排出流体和/或颗粒；(h)将添加剂喷射到公共内部空间中；(i)吸附或吸收来自内部空间的有害物质。

在本发明的一个设计中，在TAR系统的废气清洁装置中彼此联接的燃烧器模块的燃烧腔可以至少部分地、优选全部地通过通孔彼此连接，使得可以在相应的相邻燃烧器模块之间进行气体交换，并且因此发生均匀的加热。通过如此地形成公共燃烧室，例如还可以对所有燃烧腔的公共燃烧室一起进行所需的吹扫/预通风。燃烧室的这种连接还可以可选地经过设计，从而通孔分别可通过封闭机构(例如翼片或滑块)来封闭。通过形成所有燃烧模块的公共燃烧室，还可以例如仅使用一个燃烧器作为加热燃烧器将整体模块装置或子模块装置预热到所需的最低反应温度(例如750℃左右)，以安全/有效地处理原始气体。替代地，用于将公共燃烧室加热至最低反应温度的整体模块装置或子模块装置还可以具有至少一个加热装置(例如电的或电磁的加热装置或另一种类型的可切换的高温热源，例如加热燃烧器)，该加热装置在公共燃烧室的区域中例如联接到燃烧器模块的燃烧腔，或者被设置为附加模块的附加功能元件。在全部燃烧器模块的公共燃烧室情况下，优选地仅设置单个加热装置。优选地，加热装置还包含用于监测火焰存在的安全技术部(例如，用于火焰监测的光电元件)。当使用这样的加热装置时，多个燃烧器模块的燃烧器全都可以更简单地配置，并且更容易地控制，因为它们全都不必用作加热燃烧器，并且也不需要任何安全技术部来监控加热。当公共燃烧室通过作为加热燃烧器的燃烧器或通过加热装置(根据实施方式而定)被加热时，燃烧器模块的其他燃烧器或所有燃烧器保持关闭。

在本发明的另一设计中，可以在TAR系统的燃烧器模块的原始气体入口处分别设置阀装置，用于有选择地打开或关闭并且可选地还用于节流相应的原始气体入口，其中，这些阀装置也可以由彼此联接的燃烧器模块相互独立地控制。由此可以将待清洁的原始气体的总空气量分配在适当数量的彼此联接的燃烧器模块上，使得整体模块组或子模块组的各个燃烧器分别至少被施加以最小空气量和最多被施加以最大空气量，用于燃烧器运行。在单模块装置的情况下，它们于是根据工件加工设施的运行状态或运行模式而定，可以通过这些阀装置彼此独立地投入运行或保持在备用模式。如果燃烧器模块还具有用于燃料的气体进口，则这种阀装置优选地还可以被设置用于选择性地打开或关闭并且可选地还用于节流相应的气体进口。

在本发明的另一设计中，可以在TAR系统上游在至少一个废气管线中设置用于控制废气流量的废气风扇。如果TAR系统的至少两个单独的废气清洁装置连接至废气管线，则优选在废气管线的每个部分接头处设置废气风扇，使得可灵活调节废气流量在多个废气清洁装置上的分配。

在本发明的另一设计中，可以将至少一个额外的燃烧器模块添加到TAR系统中，或者可以移除至少一个现有的燃烧器模块，和/或可以更换TAR系统的燃烧器模块(也在单独的废气清洁装置中)(即用新的燃烧器模块替换)。

在本发明的另一设计中，TAR系统的至少一个燃烧器模块的燃烧器集成有热传递系统，用于将热量从流出的清洁气体传递至流入的原始气体和/或流入的燃料。也就是说，燃烧器被设计为再生式燃烧器。模块化TAR系统的所有或大部分燃烧器优选地设计为再生式燃烧器。在该设计中，如果这些燃烧器分别连接到相应燃烧腔的顶部并且向下伸入到相应燃烧腔中，则这是有利的，因为在高温下，悬挂在顶部的燃烧器竖直地稍微向下延展到燃烧腔中，而不会损害其功能，并且不会改变、特别是减小燃烧器或热传递系统的元件之间的距离，并且不会受到作用在它们上的力。此外，这种设计还可以有利于来自原始气体的可能在例如某些油漆系统内在燃烧过程中产生的固体和/或冷凝物的沉降。在替代的实施方式中，燃烧器也可以在底部悬挂在燃烧腔处，并且向上伸入到燃烧腔中，并且在高温下竖直地稍微向上延展。尤其当根据本发明的原始气体处理装置被升高时，例如安装在支撑框架或顶盖上，该替代的实施方式可以是有利的。

本发明的主题还在于一种用于制造本发明的如上所述的工件加工设施的方法。在该方法中，提供用于容纳待加工工件的处理腔，其中，该处理腔与至少一个用于将新鲜空气引入到处理腔中的新鲜空气管线和至少一个用于从处理腔排出待清洁废气的废气管线连接。根据本发明，在该方法中还提供了至少一个模块化的带有多个燃烧器模块的热学废气清洁系统，这些燃烧器模块分别具有：带燃烧室的燃烧腔，用于对其中的原始气体进行热处理；与燃烧腔连接的燃烧器(例如用于燃烧在待清洁的原始气体中所含有的有害物质)；用于将待清洁的原始气体引入到相应的燃烧器模块中的原始气体入口；以及用于从相应的燃烧器模块排出清洁后的清洁气体的清洁气体出口。该至少一个模块化TAR系统于是分为一个或多个废气清洁装置，每个废气清洁装置具有单个燃烧器模块或至少两个彼此联接的燃烧器模块。此后，如此形成的一个或多个废气清洁装置可以相对于处理腔单独地定位并且单独地连接到至少一个废气管线。

通过该制造方法可以实现与本发明的上述工件加工设施相同的优点，该制造方法涉及组装、调试以及可能还涉及维护过程。关于优点和有利/优选的设计变型以及术语的含义，因而简单地参考以上与工件加工设施相关的解释。

除了本领域技术人员基本公知的具有热学废气清洁的工件加工设施的通常运行之外，本发明的模块化TAR系统的上述特殊设计还能够实现特别有利的运行模式。本发明的上述工件加工设施的运行方法优选地包括以下方面中的至少一个方面：

(i)至少一个模块化TAR系统的多个子模块装置和/或单模块装置单独运行(例如，开启、关闭)；

(ii)至少一个模块化TAR系统的整体模块装置和/或至少一个子模块装置的多个燃烧器模块单独地或成组地运行(例如，打开、关闭)；和

(iii)调节从处理腔通过至少一个废气管线到达至少一个模块化热学废气清洁系统的一个或多个废气清洁装置的废气流量。

通过所提到的可能的单独运行，整个TAR系统或各个废气清洁装置的性能可以例如适应处理腔的运行状态，并且因此必要时也可以减少能量需求。例如，如果待清洁的废气的总空气量较低，则可以减少在整体模块装置或子模块装置中激活的燃烧器的数量，使得燃烧器模块的各个燃烧器可以在有利的运行范围内运行，并且还可以节省能源。通过在所形成的废气清洁装置中单独地或成组地运行多个燃烧器模块，还可以例如在部分负载运行中更换各个激活的燃烧器模块，使得可以实现均衡多个燃烧器上的负载。根据应用情况而定，可以调节废气流量，例如根据干燥器利用率(干燥器中的车身数量)并因此根据由车身引入干燥器中的溶剂负载来调节。

用于制造和运行工件加工设施的上述方法优选地各自还包括以下步骤中的至少一个：将至少一个附加燃烧器模块添加至模块化TAR系统；从模块化TAR系统中移除至少一个燃烧器模块；以及用新的燃烧器模块更换模块化TAR系统中的至少一个燃烧器模块。TAR系统的模块化以及由此形成的废气清洁装置使燃烧器模块能够以较低的代价予以更换/添加/移除。

本发明原则上可用于任何需要热学废气清洁的工件加工设施。本发明可以特别有利地与用于工件加工设施的模块化TAR系统一起使用，这些工件加工设施用于干燥/交联/硬化被涂漆和/或涂覆和/或粘接的工件(例如车身或车身部件)，例如以连续式干燥机、连续式硬化设施、箱式干燥机或箱式硬化设施的形式。

附图说明

通过以下示例性地参照附图对优选的非限制性实施例的描述，可以更好地理解本发明的上述和其他特征和优点。其中大部分示意性地：

图1示出了根据本发明的用于工件加工设施的模块化热学废气清洁系统的第一设计变型的剖视图；

图2示出了根据本发明的用于工件加工设施的模块化热学废气清洁系统的第二设计变型的剖视图；

图3示出了图1的模块化热学废气清洁系统的可能的细分；

图4示出了图2的模块化热学废气清洁系统的可能的细分；和

图5至图16示出了根据本发明的工件加工设施的不同实施例。

具体实施方式

参照图1和图3，首先示例性地详细介绍用于根据本发明的工件加工设施的模块化热学废气清洁系统(TAR系统)的第一设计变型的基本原理，包括各种可选的设计变型。

TAR系统10被设计为模块化的，并且包含多个(在图1中示例性地为四个)燃烧器模块12，以形成至少一个废气清洁装置(参见图3)。这些燃烧器模块12均包含燃烧腔14和燃烧器19，燃烧腔中具有燃烧室，燃烧器19优选地悬挂在顶部并竖直向下伸入到燃烧腔14中。这些燃烧腔14均具有用于连接燃烧器19的燃烧器-连接法兰18以及用于使相邻燃烧腔14彼此联接的连接法兰15。TAR系统10还具有封闭法兰17，用于安置到外部(图1中的右侧和左侧)燃烧器模块12n上，以封闭相应的废气清洁装置。如图1中所示，连接法兰15优选具有通孔16，以便使得相邻燃烧腔14的燃烧室彼此连接成一个公共的燃烧室，从而在这些燃烧腔之间可以发生气体交换，并且因此产生一个公共的受热均匀的燃烧室。可选地，可以在通孔16处设置封闭机构(未示出，例如以翼片或滑块的形式)，以便能够在必要时封闭一些或全部通孔16。如果相应的燃烧器模块12的相应的连接法兰15定位在相应的废气清洁装置的外侧并且因此也被封闭法兰17覆盖，则封闭通孔16也是有用的。

这些燃烧器19均具有原始气体入口21、气体进口13和清洁气体出口22，原始气体入口用于将待清洁的原始气体(来自稍后描述的设施40的处理腔42的废气)从原始气体供应管线20(联接至稍后描述的设施40的废气管线48)通过燃烧器19引入燃烧腔14，气体进口13用于将燃料引入燃烧器19，清洁气体出口22用于将清洁后的清洁气体从燃烧腔14通过燃烧器19排出到清洁气体排出管线23中。虽然在图1中，所有燃烧器模块12的原始气体入口21都与公共原始气体供应管线20连接，并且所有燃烧器模块12n的清洁气体出口22都与公共清洁气体排出管线23连接，原始气体入口和清洁气体出口也可以根据应用情况，即根据工件加工设施的结构而定，替代地各自与各个原始气体供应管线连接，或者成组地与各种不同的公共原始气体供应管线连接，或者各自与各个清洁气体排出管线连接，或者成组地与各种不同的公共的清洁气体排出管线连接。

燃烧器19各自优选地从上向下伸入到相应的燃烧腔14或其燃烧室中(参照安装状态的顶部和底部)。这可以有利于使得来自废气的固体和/或冷凝物沉降在燃烧室中。为了把从废气中沉降的元素从燃烧室中除去，尽管未示出，可以优选在燃烧腔14n的下部区域中或在稍后解释的附加模块36中设置用于永久地或分阶段地排出沉降的固体和/或冷凝物的排出装置。燃烧器模块的排出装置或附加模块的相应附加功能元件可包括例如机械的输送机构(例如螺旋输送机)、抽吸装置和/或吹扫装置。另外，悬挂在顶部的燃烧器19可以在高温下竖直地稍微向下延展到燃烧腔14n中，而不损害它们的功能，并且不会减小燃烧器19(或燃烧器的稍后说明的优选存在的热传递系统的元件)之间的距离，且不会遇到对其不利的力。

为了流动技术的优点，燃烧器19优选地具有圆形或椭圆形或多边形(例如矩形、六边形、八边形)的横截面形状。这些燃烧器19优选还各自具有集成的热传递系统29，用于将热量从流出的清洁气体传递至流入的原始气体和流入的燃料，即燃烧器19优选设计成再生式燃烧器。在本文中，本发明不限于这些热传递系统29的具体实施方式。例如，这些热传递系统29分别伸入到通孔中足够远，使得待再循环的清洁气体可以再流入到热传递系统中。另外，在热传递系统29的端部紧接着例如还可以布置有空气挡板，由此可以调节清洁气体在重新进入热传递系统之前在燃烧室中的停留时间。

多个燃烧器模块12的燃烧器19可彼此独立地控制/运行。优选地规定以下特征中的一个或多个，以执行多个燃烧器模块12的适当运行：燃烧腔14中的至少一个温度检测装置(例如，诸如热电偶、IR传感器、高温计、电阻温度计的温度传感器)30，用于检测燃烧室中的温度；通孔16中的至少一个温度检测装置，用于检测燃烧室中的温度；和/或靠近燃烧器19的至少一个温度检测装置(优选相距相应燃烧器的端部约50至500mm的距离)，用于检测相应的燃烧器温度；至少一个空气量检测装置28，用于检测当前待清洁的废气量；燃烧器模块12上的多个阀装置26，分别用于可选地打开或关闭并且可选地还用于节流相应的原始气体入口21和相应的气体进口13。在图1中例如仅示出在仅仅一个通孔16中的一个唯一的温度检测装置30。如果在燃烧器19附近存在温度检测装置，则相应的燃烧器优选地配备有用于控制燃烧器温度(例如通过控制燃料)的热电偶。至少一个空气量检测装置28在图1中示例性地被示出为原始气体供应管线20中的流速传感器；替代地，空气量检测装置28还可以具有分别跨一个燃烧器19的多个压差传感器，或者跨所有燃烧器模块12的一个压差传感器。

尽管图1中未示出，但是TAR系统10可以在多个燃烧器模块12n的公共燃烧室的区域中附加地具有至少一个加热装置。加热装置可以是例如加热燃烧器、电或电磁加热装置或其他类型的可切换高温热源。加热装置给公共燃烧室供应热能，以将公共燃烧室预热至安全/有效地处理原始气体所需的最低反应温度(例如，约750℃)。优选地，加热装置还包括用于监测火焰存在的安全技术部(例如，用于火焰监测的光电元件)。通过使用这样的加热装置，多个燃烧器模块12n的燃烧器19都可以更简单地配置并且以更少的代价来控制，因为它们都不必用作加热燃烧器，并且也不需要任何安全技术来监控加热。

优选地，在原始气体供应管线20或废气管线48中还设置了废气风扇48，以便控制从设施40的处理腔42进入TAR系统10或其废气清洁装置中的废气流量。

原则上，模块化TAR系统10可以具有任意数量的燃烧器模块12。此外，通过模块化，可以根据需要以简单的方式添加额外的燃烧器模块或移除各个燃烧器模块。另外，燃烧器模块12原则上可以针对任何的空气量予以设计，例如每个燃烧器模块500Nm

TAR系统10的所解释的模块化结构以简单的方式实现TAR系统10的特定灵活性，并且因此也使得TAR系统10能够简单地适应相应的工件加工设施的灵活结构和/或灵活性能要求。如图3中所示，模块化TAR系统10能以其多个燃烧器模块12被可变地划分。在第一变型中(图3中的左上方)，在TAR系统10中形成整体模块装置32，其中TAR系统10的所有燃烧器模块12彼此联接。在图1的具有总共四个燃烧器模块12的实施例中，该一个整体模块装置包含例如所有四个燃烧器模块12。在第二变型中(图3中的左下方)，在TAR系统10中形成多个子模块装置33，在这些子模块装置中，TAR系统10的至少两个燃烧器模块12分别彼此联接。在图1的具有总共四个燃烧器模块12的实施例中，在该第二变型中，两个子模块装置33a、33b各自例如利用两个燃烧器模块12来形成。在其他实施方式中，在该第二变型中，根据燃烧器模块12的总数，也可以形成两个以上的子模块装置33、具有两个以上的燃烧器模块12的子模块装置33和/或具有不同数量的燃烧器模块12的子模块装置33。在第三变型中(图3中的右下方)，在TAR系统10中仅形成单模块装置34，在这些单模块装置中分别存在TAR系统10的单独的燃烧器模块12。在图1的具有总共四个燃烧器模块12的实施例中，在该第三变型中形成总共例如四个单模块装置34a、34b、34c、34d。第四变型(图3中的右上方)是第二变型和第三变型的组合，即分别具有至少两个燃烧器模块12的一个或多个子模块装置33以及分别具有一个单独的燃烧器模块12的一个或多个单模块装置34。在具有总共四个燃烧器模块12的图1的实施例中，在该第四变型中可以例如形成具有两个燃烧器模块12的子模块装置33a和两个单模块装置34a、34b。

整体模块装置32、子模块装置33和单模块装置34均形成热学废气清洁装置。子模块装置33和单模块装置34需要较小的空间，因此也能以简单的方式安装到组装空间较小的复杂的设施结构中。另外，将TAR系统10划分成分开的子模块装置33和/或单模块装置34，导致可以简单地与工件加工设施40的甚至可以彼此远离的多个废气管线48连接。另一方面，整体模块装置32和子模块装置33由于其容纳有多个燃烧器模块12，所以与单模块装置34相比，分别适合于更大的待清洁的废气量。

另外，与传统的非模块化废气清洁装置相比，整体模块装置32和子模块装置33由于它们各自的模块化以及它们的几个现有燃烧器19的单独可控性而提供了各种有利的运行模式。于是例如在预通风之后，根据预先选择，所有的或仅个别的燃烧器模块12被激活，然后以调制方式调节各个燃烧器19，直到达到每个燃烧器19的最小空气量或最大空气量。例如，如果低于一个或多个燃烧器19的可以使用空气量检测装置28检测到的最小空气量，则可以停止燃烧器模块12之一的运行，其方式为，首先相应的阀装置26关断燃料输入管线，然后，在吹扫燃烧器19以从燃烧器中除去剩余气体之后，还关断原始气体输入管线。其余燃烧器模块12的燃烧器19随后也接管已经停止运行的燃烧器模块的废气量，使得不低于正常运行的最小空气量。如果在相反的运行情况下，达到所有被激活的燃烧器模块12的最大空气量，则仍处于备用模式下的一个或多个附加燃烧器模块可投入运行。为了防止容量瓶颈，其他燃烧器模块的运行可以优选地从最大空气量的80-90％起就已经进行准备。然而，由于各燃烧腔14是相连的，因此不需要对要重新投入运行的燃烧器模块12进行预通风，从而可以将对空气量变化的反应时间缩短到最小程度。如果存在的燃烧器模块12的数量不足以按可靠的方式处理废气流量，则也可以通过废气风扇24来减少废气流量。由于并非所有燃烧器模块12都必须始终处于运行中，因此TAR系统10的通过模块化而实现的运行模式实现了节能，并且实现了根据当前的废气流量来调节功效。如果燃烧腔14n的燃烧室通过通孔16连接，也可以仅用一个加热燃烧器19将整个废气清洁装置32、33预热到所需的最低反应温度。吹扫和预通风过程也在整个燃烧室中进行，因此与传统的TAR装置相比，可以显著地减少时间耗费。如果需要的能量超出TAR系统10中的现有能量，也可以用新鲜空气来运行多个燃烧器模块12中的一个或多个，以便提供额外的能量。剩余的燃烧器模块12继续利用待清洁的原始气体来运行。该过程还可以例如用于在工件加工设施的加热过程中通过更多的保持运行的燃烧器模块12来满足增加的能量需求。

参考图2和图4，现在将示例性地更详细地描述用于根据本发明的工件加工设施的模块化TAR系统的第二设计变型的基本原理。

如图2中所示，除了多个燃烧器模块12之外，TAR系统10还可具有一个或多个无自己的燃烧器的附加模块36。在图2的实施例中，附加模块36可联接至燃烧器模块12。在另一个实施方式中，附加模块36还可联接在两个燃烧器模块12之间。如图4中示例性地示出，在TAR系统10的划分的全部设计变型中，优选分别将附加模块36集成到TAR系统10的全部所形成的废气清洁装置32、33、34中。因此，即使在将TAR系统仅细分为单模块装置34的情况下，所有单模块装置34的燃烧器模块12均可以与附加模块36组合，TAR系统10可以优选地包含与燃烧器模块12完全一样多的附加模块36。

如图2中所示，附加模块36在任何情况下都可以可选地集成到TAR系统10的相应的废气清洁装置32、33、34中，使得它们的内部空间与相应的相邻的燃烧腔14的燃烧室连接，以形成共同的内部空间。为此目的，附加模块36还可以在其连接法兰中设置有通孔。如果附加模块36联接至单模块装置34的单个的燃烧器模块12或联接至整体模块装置32或子模块装置33的外部燃烧器模块12，则封闭法兰17安置到附加模块36的外部。

附加模块36各自具有至少一个附加功能元件37、38。附加模块36优选地各自具有加热装置37(例如电的、感应的、具有燃烧器的等)，其作为附加功能元件用于将一个燃烧模块12的燃烧室或多个燃烧模块12的燃烧室或公共的燃烧室加热至燃烧温度(例如约750℃)，以安全/有效地处理原始气体。可选地，具有增大功率的加热装置37也可以用来快速加热燃烧室/多个燃烧室/公共燃烧室。优选地，加热装置37还包括用于监测火焰存在的安全技术部(例如，用于火焰监测的光电元件)。通过使用这样的加热装置37，多个燃烧器模块的燃烧器都可以更简单地配置并且以更少的代价来控制，因为它们都不必用作加热燃烧器，并且也不需要任何安全技术部来监控加热。至少一个替代的或另外的附加功能元件38可以例如具有用于TAR系统的相应废气清洁装置32、33、34的至少一个附加功能，其选自例如：(a)增大燃烧腔14的(公共)燃烧室；(b)补偿相应的废气清洁装置32、33、34的尺寸变化(特别是热引起的长度变化)，使得相应的废气清洁装置32、33、34的总体尺寸即使在高温负载下也可以基本上保持不变；(c)从公共内部空间中的清洁气体到废气清洁装置外部的另一种流体的热传递，使得例如ORC工作介质、工艺气体(例如干燥器空气、解吸空气等)等可以被加热；(d)热气体排出，其例如被引导至清洁气体排出管线23，以便在热量已经在燃烧器19的热传递系统29中释放之后稍微再次加热清洁气体，和/或被引导至相应的工件加工设施40的任何热交换器，由此还可以避免相应的废气清洁装置32、33、34过热；(e)通过储热元件进行储热，以吸收来自公共内部空间中的清洁气体的部分热能，以便能够利用如此存储的热量，例如用于再生的替代过程或附加过程，以改善相应的废气清洁装置32、33、34的重启特性；(f)由具有催化功能的催化元素构成的催化剂，用于处理原始气体；(g)从公共内部空间排出流体和/或颗粒(例如固体、冷凝物)，这可以用于清洁相应的废气清洁装置32、33、34并且更有效地处理待清洁的原始气体；(h)将添加剂(例如用于选择性非催化还原(SNCR)的辅助材料，例如用来清洁含氮的原始气体)喷入到公共内部空间中；(i)从内部空间吸附或吸收有害物质(例如二氧化碳)。

在其他方面，该第二设计变型对应于第一设计变型，包括针对第一设计变型解释的可选的或优选的元件/特征(部分未示出)。

热学废气清洁装置及其燃烧器的功能对于本领域技术人员来说基本上是已知的。因此这里可以省略更详细的解释。

然而，除了传统TAR装置的通常运行方式之外，模块化TAR系统10的运行还可以优选地包括，(i)多个子模块装置33和/或单模块装置34的单独运行；(ii)一个整体模块装置32和/或至少一个子模块装置33的多个燃烧器模块12的单独的或成组的运行；和/或调节从处理腔42通过至少一个废气管线48到达一个或多个废气清洁装置32、33a、33b、34a、34b、34c、34d的废气流量。整体模块装置或子模块装置32、33的燃烧器模块12的单独的或成组的运行例如可用于(a)根据待处理的废气量将多个燃烧器模块12投入运行；(b)如果废气量低于原始气体量的预定极限值，则关闭多个燃烧器模块12中的至少一个；和/或(c)通过向燃烧器19供应废气来运行燃烧器模块12的一部分，并且通过向燃烧器19供应新鲜空气来运行燃烧器模块12的另一部分。例如，可以根据干燥器利用率(干燥器中的车体数量)并因此根据由车体带入干燥器中的溶剂负载来调节废气流量。

本发明的参照图1-4描述的模块化TAR系统10可以有利地用于用来干燥和/或硬化被涂漆/涂覆/粘接的工件(例如车身或车身零部件)的工件加工设施。参考图5至图16，现在将示例性地更详细地解释具有本发明的TAR系统10的相应适配的废气清洁装置32、33、34的这种工件加工设施的各种实施方式。这种工件加工设施40的基本工作方式和详细构造对于本领域技术人员来说是已知的，并且不是本发明的主题，因此下面仅解释各种工件加工设施的粗略结构。

图5示出了采用中央加热设计的工件加工设施40，其中处理腔42设置有单个加热回路46，该加热回路还具有多个循环空气回路50。在这一实施方式中，TAR系统10具有整体模块装置32，其中所有燃烧器模块彼此联接。

干燥器废气在合适的位置处通过单个废气管线48从干燥器40的处理腔42中被去除。TAR系统10的整体模块装置32的原始气体入口21全都连接至这一废气管线48。在整体模块装置32中产生的清洁气体经由清洁气体出口22供应给公共清洁气体排出管线23。清洁气体被用作能量，其方式为，清洁气体排出管线23伸入到加热回路热交换器47中，以便将热量传递给设施40的一个加热回路46的加热气体，或将至少一部分清洁气体引入到设施40的加热回路46中，从而使用清洁气体作为加热回路的加热气体。然后，清洁气体排出管线23进入新鲜空气热交换器45，以便将清洁气体的余热传递给在至少一个新鲜空气管线44中的新鲜空气流。如图5中所示，TAR系统10的整体模块装置32和两个热交换器45、47优选地布置在干燥器40的加热回路46的循环空气回路50之间，从而可以节省安装空间。

图6还示出了采用中央加热设计的工件加工设施40。然而，与图5相比，处理腔42包含两个干燥器区域(例如预干燥器和主干燥器)，每个干燥器区域设有其自己的加热回路46a、46b以及其自己的废气管线48。在该实施方式中，TAR系统10具有两个子模块装置33a和33b，在每个子模块装置中，燃烧器模块12的一部分彼此联接，并且每个子模块装置联接到两个加热回路46a、46b之一。

TAR系统10的两个子模块装置33a和33b的原始气体入口21各自共同连接至两个干燥器区域之一的废气管线48。在子模块装置33a、33b中产生的清洁气体经由清洁气体出口22分别供应给两个公共清洁气体排出管线23之一，清洁气体排出管线伸入到加热回路热交换器47中，以便将热量传递给设施40的第一加热回路或第二加热回路46a、46b的加热气体，或者将至少一部分清洁气体引入到设施40的第一加热回路或第二加热回路46中，然后伸入到新鲜空气热交换器45中，以便将清洁气体的余热传递给在第一新鲜空气管线或第二新鲜空气管线44中的新鲜空气流。子模块装置33a、33b明显小于整体模块装置32，并且因此可以更容易/更紧凑地布置在干燥器40的加热回路46a、46b的循环空气回路50之间。另外，由于通过划分而减少了气流，两个清洁气体排出管线23可以被设计为具有较小的横截面，并且还可以在处理腔42的两个干燥区之间被省略。

图7示出了采用传统的清洁气体加热设计的工件加工设施40，其中处理腔42设置有多个循环空气回路50，每个循环空气回路50具有循环空气再生器51，循环空气再生器51包含风扇52和循环空气热交换器53。在该实施方式中，TAR系统10可具有整体模块装置32，其中所有燃烧器模块彼此联接。

整体模块装置32的原始气体入口21全部连接到处理腔42的废气管线48。整体模块装置32中产生的清洁气体经由清洁气体出口22供应给公共清洁气体排出管线23。然后，一个清洁气体排出管线23相继地延伸穿过所有的循环空气再生器51，以便在循环空气被重新引入处理腔42之前经由循环空气的相应循环空气热交换器53传递清洁气体的热能。在循环空气再生器51之后，一个清洁气体排出管线23可以可选地进入到新鲜空气热交换器45中，以便将清洁气体的残余热量传递给新鲜空气管线44中的新鲜空气流。

作为预防措施，应当指出的是，具有循环空气再生器51的循环空气回路50在图7以及下面讨论的附图中仅示意性地示出，而没有确定其部件的具体定位和连接。即使未示出，循环空气回路50及其循环空气再生器51当然也可以还包含其他部件(例如节流阀、测量装置等)。

在图7的工件加工设施40的设计变型中，循环空气再生器51可以至少部分地包含循环空气混合腔，而不是循环空气热交换器53。经由各自连接到清洁气体排出管线23和相应的循环空气回路50的循环空气混合腔，部分清洁气体可以混合到用于加热处理腔或干燥器的循环空气流中。

图8还示出了采用传统的清洁气体加热设计的工件加工设施40，但与图7不同，在处理腔42中具有两个单独的干燥器区域42a和42b(例如预干燥器和主干燥器)(类似于图6)。在该实施方式中，TAR系统10具有两个子模块装置33a和33b，在每个子模块装置中，燃烧器模块12的一部分彼此联接，并且每个子模块装置联接到两个干燥器区域42、42b之一。

两个子模块装置33a、33b的原始气体入口21各自共同地连接到处理腔42的两个干燥器区域42a、42b之一的废气管线48。子模块装置33a、33b中产生的清洁气体经由相应的清洁气体出口22各自供应给公共的清洁气体排出管线23。然后，两个清洁气体排出管线23分别相继地延伸穿过循环空气再生器51的一部分，以便在循环空气被重新引入到处理腔42中之前经由循环空气的相应的循环空气热交换器53传递清洁气体的热能，然后可选地进入新鲜空气热交换器45，以便将清洁气体的残余热量传递至相应新鲜空气管线44中的新鲜空气流。与图7的实施方式相比，在这种情况下，由于两个独立的且较小的子模块装置33a、33b，TAR系统能够以空间更加优化的方式安装到干燥器设施40中。在这种情况下，也存在工件加工设施40的设计变型，其中循环空气再生器51至少部分地包含循环空气混合腔，而不是循环空气热交换器53。

图9示出了工件加工设施40，其采用传统的清洁气体加热设计以及TAR系统10的最大分散性。在该实施方式中，TAR系统10被分成几个单装置34a-d，每个单装置仅具有单个燃烧器模块12以及可选的附加模块36。根据应用情况，例如在处理腔42的前部区域中热量需求增加的情况下(例如为了加热车身)，也可以部分地使用具有两个燃烧器模块12的子模块装置33来代替相应的单模块装置。

单模块装置34a-d的原始气体入口21各自连接到来自处理腔42的多个废气管线48之一。在单模块装置34a-d中产生的清洁气体经由相应的清洁气体出口22分别供应给单个清洁气体排出管线23，该清洁气体排出管线23伸展到多个循环空气再生器51之一，以便在循环空气被重新引入处理腔42之前经由循环空气的相应循环空气热交换器53传递清洁气体的热能。在循环空气再生器51之后，各个清洁气体排出管线23可以可选地汇合并且可选地进入到新鲜空气热交换器45中，以便将清洁气体的残余热量传递给新鲜空气管线44中的新鲜空气流。替代地，清洁气体排出管线23可以在循环空气再生器51之后可选地被供应给各种新鲜空气热交换器45。由于该实施方式的分散性，可以省略沿着处理腔42的热气体管线，并且单模块装置34a-d的放置可以非常紧凑并且节省空间地靠近循环空气再生器51进行。在这种情况下，也存在工件加工设施40的设计变型，其中循环空气再生器51至少部分地包含循环空气混合腔，而不是循环空气热交换器53。

图10中所示的实施方式与图9中所示的实施方式仅略有不同。在该实施方式中，TAR系统10的单模块装置34a-d均直接集成到多个循环空气再生器51之一中。

图11中所示的实施方式与图10中所示的实施方式没有示意性的不同。在该实施方式中，在循环空气再生器51内分别包含循环空气混合腔54，而不是循环空气热交换器53。

图12示出了具有处理腔42的工件加工设施40，处理腔42通过几个循环空气回路50直接加热。在这一实施方式中，TAR系统10可以具有整体模块装置32，其中所有燃烧器模块12彼此联接。整体模块装置32的原始气体入口21全部连接至处理腔42的废气管线48。在整体模块装置32中产生的清洁气体经由清洁气体出口22供应给一个或多个清洁气体排出管线23，经由清洁气体排出管线23将清洁气体直接混合到循环空气回路50中。因此，循环空气回路50不需要循环空气热交换器。同样在该设计变型中，部分清洁气体可以可选地供应给新鲜空气热交换器45。

与图12类似，图13示出了具有直接加热的处理腔42的工件加工设施40。然而，与图12相比，处理腔42包含两个分别带有废气管线48的干燥器区域42、42b，每个干燥器区域被分配有TAR系统10的子模块装置33a、33b。

如同图12，图14也示出了具有直接加热的处理腔42的工件加工设施40。与图12相比，整体模块装置35的清洁气体排出管线23不供应给新鲜空气热交换器45。在这种情况下，新鲜空气被引入到燃烧器模块12的至少一部分中，并与来自处理腔42的废气混合，从而作为清洁气体经由循环空气回路50间接地引入到处理腔42中。在该实施方式中，可以省略额外的新鲜空气管线以节省空间。

图15中所示的工件加工设施40的实施方式与图14中所示的实施方式(类似于图6、8、13)的不同之处在于，处理腔42具有两个单独的干燥器区域42a、42b，每个干燥器区域分别配设有TAR系统的一个子模块装置33a、33b。

图16示出了用于快速加热处理腔42的工件加工设施40的实施方式。它对应于图7的实施方式，其中，向TAR系统10的整体模块装置35添加至少一个附加的燃烧器模块。TAR系统10的这种用于灵活地满足性能要求的扩展也可以在所有其他描述的实施方式中以类似的方式进行。

本发明的保护范围由所附权利要求限定。本领域技术人员将能够认识到根据本发明的工件加工设施的其他实施方式，其基于上述实施方式的修改和/或特征组合。例如，工件加工设施的上述一些实施例还可以配备有子模块装置和单模块装置(例如参见图3右上方的变型)，而不是仅配备有子模块装置或仅配备有单模块装置。另外，在工件加工设施的上述所有实施例中，整体模块装置或子模块装置或单模块装置例如也可以配备有附加模块(例如参见图4)。

附图标记列表

10模块化热学废气清洁系统(TAR系统)

12燃烧器模块

13气体进口

14燃烧腔

15连接法兰

16通孔

17封闭法兰

18燃烧器连接法兰

19燃烧器

20原始气体供应管线

21原始气体入口

22清洁气体出口

23清洁气体排出管线

24废气风扇

26阀门装置

28空气量检测装置

29热传递系统

30温度检测装置

32作为废气清洁装置的整体模块装置

33a、b作为废气清洁装置的子模块装置

34a、b、c、d作为废气清洁装置的单模块装置

36附加模块

37加热装置

38其他附加功能元件

40工件加工设施

42处理腔

42a、b处理腔区域

44新鲜空气管线

45新鲜空气热交换器

46、46a、b加热回路、多个加热回路

47加热回路热交换器

48废气管线

50循环空气回路

51循环空气再生器

52风扇

53循环空气热交换器

54循环空气混合腔。