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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Abtrennen
von Nasslack-Overspray aus einem Overspray-Partikel enhaltenden
Rohgasstrom, umfassend mindestens ein Oberflächenfilter und
mindestens einen Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter zum
Aufnehmen von Filterhilfsmaterial.
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Solche
Filtervorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Bei
den aus dem Stand der Technik bekannten Filtervorrichtungen sind
Oberflächenfilter in der Regel oberhalb eines Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
angeordnet. Auf diese Weise kann beim Abreinigen der Oberflächenfilter
das abgereinigte Filterhilfsmaterial besonders einfach in dem Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter
aufgenommen werden. Durch die räumliche Trennung von Oberflächenfilter und
Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter sind die bekannten
Filtervorrichtungen aus einer Vielzahl von Bauteilen gebildet und
beanspruchen einen großen Bauraum.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche besonders platzsparend
ausgebildet ist und eine geringe Anzahl an Bauteilen aufweist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Filtervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass das mindestens eine Oberflächenfilter einen Bestandteil des
Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters bildet.
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Dadurch,
dass das mindestens eine Oberflächenfilter einen Bestandteil
des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters bildet, kann die
Filtervorrichtung besonders platzsparend ausgebildet sein. Ferner
sind für den Bau der Filtervorrichtung weniger Bauteile notwendig.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass das mindestens eine Oberflächenfilter zumindest teilweise
in eine Seitenwand des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
integriert ist. Dadurch ist eine Seitenwand des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
auf einfache Art und Weise auch als Filter nutzbar.
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Vorteilhaft
kann es sein, wenn das mindestens eine Oberflächenfilter
eine zumindest abschnittsweise im Wesentlichen ebene Filteroberfläche
aufweist. Dadurch kann beim Abreinigen des Oberflächenfilters
daran anhaftendes Filterhilfsmaterial besonders einfach entfernt
werden.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
zumindest abschnittsweise im Wesentlichen ebene Filteroberfläche
des mindestens einen Oberflächenfilters einem Rohgasraum des
Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters zugewandt angeordnet
ist. Auf diese Weise kann ein Abreinigungsvorgang des mindestens
einen Oberflächenfilters im Rohgasraum des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
besonders einfach durchgeführt werden.
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Unter
einem Rohgasraum des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen
derjenige von Begrenzungswänden des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
begrenzte Raum zu verstehen, welcher im Normalbetrieb der Filtervorrichtung
von dem mittels der Filtervorrichtung zu reinigenden Rohgas durchströmt
wird.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mindestens
ein Abschnitt einer Filteroberfläche des mindestens einen
Oberflächenfilters gegenüber der Vertikalen geneigt
ist. Auf diese Weise kann Filterhilfsmaterial einfach an einer Oberseite
des Oberflächenfilters anfiltriert werden, um dort einen
Filterkuchen zu bilden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein,
dass der mindestens eine Abschnitt der Filteroberfläche
des mindestens einen Oberflächenfilters gegenüber
der Vertikalen um mindestens 20° geneigt ist. Eine größere
Neigung erleichtert ein Anhaften von Filterhilfsmaterial auf der Oberseite
des Oberflächenfilters, wobei durch eine Neigung um mindestens
20° gegenüber der Vertikalen ein einfaches Anhaften
eines Filterkuchens aus Filterhilfsmaterial auf der Oberseite des
Oberflächenfilters möglich ist.
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Vorzugsweise
kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Abschnitt der Filteroberfläche des
mindestens einen Oberflächenfilters gegenüber der
Vertikalen um höchstens 70° geneigt ist. Eine
geringere Neigung erleichtert eine Abreinigung des Oberflächenfilters,
wobei durch eine Neigung von höchstens 70° gegenüber
der Vertikalen ein einfaches Abreinigen von auf der Oberseite des
Oberflächenfilters anfiltriertem Filterhilfsmaterial möglich
ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass der Neigungswinkel des mindestens einen Abschnitts der
Filteroberfläche des mindestens einen Oberflächenfilters mindestens
25°, vorteilhafterweise höchstens 50°, beträgt.
Es ist dann sowohl ein ausreichend einfaches Anhaften von Filterhilfsmaterial
an der Oberseite des Oberflächenfilters als auch ein ausreichend einfaches
Abreinigen von der Oberseite des Oberflächenfilters möglich.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Filtervorrichtung eine Filterhilfsmaterialzuführvorrichtung
umfasst. Auf diese Weise ist dem Oberflächenfilter und/oder
dem Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter Filterhilfsmaterial
einfach zuführbar.
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Vorteilhaft
kann es sein, wenn die Filtervorrichtung eine Abreinigungsvorrichtung
zur Abreinigung von an dem mindestens einen Oberflächenfilter anfiltriertem
Filterhilfsmaterial samt den mittels des Filterhilfsmaterials ausgefilterten
Overspray-Partikeln umfasst. Mittels einer solchen Abreinigungsvorrichtung
ist die Abreinigung des mindestens einen Oberflächenfilters
einfach durchführbar.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der
Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter einen trichterförmigen
Abschnitt umfasst, wobei mindestens eine Begrenzungswand des trichterförmigen
Abschnitts zumindest teilweise aus zumindest einem Abschnitt des
mindestens einen Oberflächenfilters gebildet ist. Mittels
eines solchen trichterförmigen Abschnitts ist Filterhilfsmaterial
besonders einfach in dem Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter
aufnehmbar und sammelbar. Dadurch, dass mindestens eine Begrenzungswand
des trichterförmigen Abschnitts zumindest teilweise aus
zumindest einem Abschnitt des mindestens einen Oberflächenfilters
gebildet ist, ist die Begrenzungswand sowohl als Bestandteil des
trichterförmigen Abschnitts zum Aufnehmen von Filterhilfsmaterial
als auch als Oberflächenfilter zum Filtern eines Rohgasstroms
verwendbar.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass alle Begrenzungswände des trichterförmigen
Abschnitts des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters zumindest
teilweise, vorzugsweise vollständig, durch Oberflächenfilter
gebildet sind. Auf diese Weise ist der trichterförmige
Abschnitt des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters zumindest
teilweise, vorzugsweise vollständig, als Filterfläche
zum Filtern eines Rohgasstroms verwendbar.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der
trichterförmige Abschnitt des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
zumindest teilweise durch vier im Wesentlichen in der Form eines
inversen Pyramidenstumpfs angeordnete Oberflächenfilter
gebildet ist. Der trichterförmige Abschnitt des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
ist dann einfach aus Oberflächenfiltern herstellbar und
einfach in, vorzugsweise quaderförmig ausgebildeten, Gehäusen
von Filtervorrichtungen anordnenbar.
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Vorteilhaft
kann es sein, wenn das mindestens eine Oberflächenfilter
als ein Sinter-Filter ausgebildet ist. Beispielsweise kann dann
das mindestens eine Oberflächenfilter als selbsttragendes
Bauteil ausgebildet sein.
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Als
Material für ein Sinter-Filter kann beispielsweise gesintertes
Polyethylen vorgesehen sein.
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Ferner
kann ein Sinter-Filter mit einer Membran aus Polytetrafluorethylen
(PFTE) versehen sein, um die Filterklasse des Oberflächenfilters
zu erhöhen und ferner ein permanentes Anhaften des aus
dem Rohgasstrom abgetrennten Nasslack-Oversprays zu verhindern.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein
Absaugkanal für filtrierte Reinluft zumindest teilweise
durch den Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter begrenzt
ist. Auf diese Weise kann die für den Absaugkanal benötigte
Anzahl an Bauteilen verringert werden.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass ein Absaugkanal in die Filtervorrichtung
integriert ist. Ein separater Absaugkanal ist dann entbehrlich.
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Die
erfindungsgemäße Filtervorrichtung eignet sich
insbesondere zur Verwendung in einer Lackieranlage, die mindestens
einen Applikationsbereich zum Applizieren von Nasslack auf zu lackierende
Werkstücke, insbesondere Fahrzeugkarosserien, und mindestens
eine erfindungsgemäße Filtervorrichtung zum Abtrennen
von Nasslack-Overspray umfasst. Durch die Verwendung mindestens
einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung in der
Lackieranlage kann die Lackieranlage platzsparend ausgebildet werden.
Ferner weist die Lackieranlage dadurch eine geringe Anzahl an Bauteilen
auf.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Lackieranlage kann vorgesehen
sein, dass die Lackieranlage mindestens zwei Filtervorrichtungen
zum Abtrennen von Nasslack-Overspray umfasst.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
mindestens zwei Filtervorrichtungen spiegelsymmetrisch zueinander
bezüglich einer Längsmittelebene der Lackieranlage
und voneinander beabstandet angeordnet sind. Dadurch ist eine symmetrische
Luftführung in der Lackieranlage möglich.
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Vorteilhaft
kann es sein, wenn mindestens eine Filtervorrichtung unter einem
Applikationsbereich der Lackieranlage angeordnet ist. Insbesondere
ist dann eine einfache Durchströmung des Applikationsbereichs
in Schwerkraftrichtung mit direkt anschließendem Eintritt
der durch den Applikationsbereich strömenden Luft in die
mindestens eine Filtervorrichtung möglich.
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Günstig
kann es sein, wenn oberhalb des mindestens einen Applikationsbereichs
der Lackieranlage ein Plenum angeordnet ist, wobei eine Rückführleitung
vorgesehen ist, um die durch den Applikationsbereich geführte,
in der mindestens einen Filtervorrichtung gefilterte Luft dem Plenum
zuführen zu können. Auf diese Weise ist die Luft
in einem Umluftkreislauf führbar.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Lackieranlage mindestens ein Gebläse zum Antreiben eines
Luftstroms, beispielsweise in einer Rückführleitung,
umfasst.
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Der
Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abtrennen
von Nasslack-Overspray aus einem Overspray-Partikel enthaltenden
Rohgasstrom bereitzustellen, welches mit einer geringen Anzahl von
Bauteilen auf geringem Raum ausführbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
nach Anspruch 14 gelöst, bei dem zumindest ein Teil des
Rohgasstroms durch mindestens ein einen Bestandteil eines Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
bildendes Oberflächenfilter geleitet wird. Der Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter
wird so zu einem den Rohgasstrom führenden Bestandteil der
Filtervorrichtung und ermöglicht die Reduktion von Verwirbelungen
in dem Rohgasstrom. Die Luftführung in der Filtervorrichtung,
das heißt die Führung des Rohgasstroms und des
Reingasstroms, ist dadurch besonders effizient.
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Das
Verfahren weist ferner die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen
Filtervorrichtung aufgeführten Vorteile auf.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Oberflächenfilter
im Wesentlichen von einer in Schwerkraftrichtung oberen Seite zu
einer in Schwerkraftrichtung unteren Seite durchströmt
wird. So ist die Ausbildung eines Filterkuchens auf dem mindestens
einen Oberflächenfilter auf einfache Art und Weise möglich.
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Vorteilhaft
kann es sein, wenn an das mindestens eine Oberflächenfilter
anfiltriertes Filterhilfsmaterial samt den mittels des Filterhilfsmaterials
ausgefilterten Overspray-Partikeln mittels einer Abreinigungsvorrichtung
abgereinigt und mittels des mindestens einen Oberflächenfilters
zu einem Filterhilfsmaterialsammelbereich des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters
geleitet wird. Insbesondere kann dadurch eine Aufwirbelung des von
dem mindestens einen Oberflächenfilter abgereinigten, mit
Overspray-Partikeln verunreinigten Filterhilfsmaterial verringert,
vorzugsweise ganz vermieden, werden.
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Ein
Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter im Sinne dieser Beschreibung
und der beigefügten Patentansprüche kann außer
einem Filterhilfsmaterialsammelbereich auch weitere Bereiche, insbesondere einen
Eintrittsbereich, beispielsweise mit Strömungsleitflächen
für den Rohgasstrom und/oder Abscheideflächen
für den Nasslack-Overspray, umfassen.
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Die
Vorteile besonderer Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens wurden bereits vorstehend im Zusammenhang mit den besonderen Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung erläutert.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders
zur Durchführung mittels einer erfindungsgemäßen
Filtervorrichtung.
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Vorteilhaft
kann es sein, wenn die vorhandenen Trichterflächen als
Filterflächen ausgenützt werden. Dadurch kann
ein separat einzubauender Filter entbehrlich sein.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein
unteres Gehäuse zur Absaugung der gereinigten Luft eingehaust
ist.
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Die
erfindungsgemäße Filtervorrichtung kann insbesondere
die Vorteile einer Reduzierung der Bauteilanzahl, einer Reduzierung
der Gesamthöhe und einer Reduzierung des Gesamtgewichts
einer Filtervorrichtung und damit auch einer Lackieranlage, in welcher
mindestens eine Filtervorrichtung angeordnet ist, bieten.
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Ferner
kann die Erfindung die Vorteile bieten, dass keine zusätzlichen
Bauteile zur Filterabstützung nötig sind, dass
lediglich ein geringer Platzbedarf für die Wartung vorhanden
sein muss und dass eine schnelle Montage einer Lackieranlage möglich
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass die schrägen Filterflächen selbstreinigend
sind. Insbesondere kann durch die Wahl des Neigungswinkels der schrägen Filterfläche
bestimmt werden, bis zu welcher Dicke ein Filterkuchen auf der schrägen
Filterfläche anwachsen kann, bis dieser allein aufgrund
der Hangabtriebskraft und damit ohne zusätzliche äußere Einwirkung
von der schrägen Filterfläche abrutscht. Der hierfür
geeignete Neigungswinkel hängt von dem verwendeten Filterhilfsmaterial
und der Oberflächenbeschaffenheit der schrägen
Filterfläche ab.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 einen
schematischen vertikalen Querschnitt durch eine Lackieranlage mit
einer ersten Ausführungsform von Filtervorrichtungen zum
Abtrennen von Nasslack-Overspray aus einem Overspray-Partikel enthaltenden
Rohgasstrom;
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2 eine
schematische perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform
einer Filtervorrichtung;
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3 eine
schematische Draufsicht auf eine Seitenwand der ersten Ausführungsform
einer Filtervorrichtung;
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4 einen
schematischen vertikalen Schnitt durch einen dem Bereich I in 3 entsprechenden
Bereich einer zweiten Ausführungsform einer Filtervorrichtung;
und
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5 einen
schematischen vertikalen Schnitt durch einen dem Bereich I in 3 entsprechenden
Bereich einer dritten Ausführungsform einer Filtervorrichtung;
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Gleiche
oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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In
den
1 bis
3 ist eine als Ganzes mit
100 bezeichnete
Lackieranlage dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau einer
solchen Lackieranlage
100 ist beispielsweise aus der
DE 10 2005 048 579 A1 bekannt,
auf welche insoweit Bezug genommen wird und deren Inhalt zum Bestandteil
dieser Beschreibung gemacht wird.
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Die
in 1 in einem Querschnitt dargestellte Lackieranlage 100 umfasst
eine Lackierkabine 102 mit einem Applikationsbereich 104,
ein oberhalb der Lackierkabine 102 angeordnetes, von derselben
mittels einer Filterdecke 106 getrenntes Plenum 108 und einen
unterhalb der Lackierkabine 102 angeordneten, von derselben
mittels eines (beispielsweise als Gitterrost ausgebildeten) Lackierkabinenbodens 110 getrennten
Filterraum 112.
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Im
Applikationsbereich 104 der Lackierkabine 102 sind
als Lackierroboter ausgebildete Lackiereinrichtungen 114 zum
Lackieren von Werkstücken 116 angeordnet.
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Als
Werkstücke 116 können beispielsweise Fahrzeugkarosserien
vorgesehen sein, welche mittels einer Fördervorrichtung 118 in
einer Förderrichtung 120 durch den Applikationsbereich 104 förderbar
sind.
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In
der Lackieranlage 100 wird ein Umluftkreislauf erzeugt,
welcher einen Luftstrom umfasst, der den Applikationsbereich 104 im
Wesentlichen von oben nach unten durchsetzt.
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Der
von oben in den Applikationsbereich 104 der Lackierkabine 102 einströmende,
unbeladene Luftstrom wird als Reingasstrom 121 bezeichnet
und ist in 1 durch die Pfeile 121 dargestellt.
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Während
des Applizierens von Nasslack auf das Werkstück 116 mittels
der Lackiereinrichtungen 114 nimmt der Reingasstrom 121 den
Teil des Nasslacks, welcher während des Applizierens nicht
an dem Werkstück 116 anhaftet, auf. Dieser Teil
des Nasslacks wird Nasslack-Overspray genannt und besteht aus einer
Vielzahl von Overspray-Partikeln.
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Der
mit Overspray-Partikeln beladene Luftstrom wird als Rohgasstrom 123 bezeichnet
und ist in 1 durch die Pfeile 123 dargestellt.
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Im
Filterraum 112 ist ein von einer Bedienungsperson begehbarer
Steg 122 mit zwei Einlaufschrägen 124 vorgesehen.
Mittels des Stegs 122 wird der in den Filterraum 112 einströmende
Rohgasstrom 123 in zwei Teilströme geteilt, welche über
die zwei Einlaufschrägen 124 zu zwei Reihen von
Filtervorrichtungen 126 zum Abtrennen von Nasslack-Overspray
aus dem Overspray-Partikel enthaltenden Rohgasstrom 123 geführt
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform der Lackieranlage 100 sind
zwei Reihen zu je vier, das heißt insgesamt acht, Filtervorrichtungen 126 vorgesehen.
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Wie
insbesondere aus der in 2 dargestellten perspektivischen
Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Filtervorrichtung 126 ersichtlich
ist, ist die Filtervorrichtung 126 im Wesentlichen quaderförmig
ausgebildet und umfasst eine Tragekonstruktion 128, ein
geschlossenes oberes Gehäuse 130, ein geschlossenes
unteres Gehäuse 132 und einen Rohgasstromeinlass 134.
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Die
Tragekonstruktion 128 umfasst vier Stützen 136 und
acht Querstreben 138, wobei die Stützen 136 senkrecht
ausgerichtet, voneinander beabstandet angeordnet und mittels der
Querstreben 138 miteinander verbunden sind.
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Das
obere Gehäuse 130 ist gebildet durch an der Tragekonstruktion 128 angeordnete
Wände, nämlich eine obere hintere Filtervorrichtungswand 140,
eine obere vordere Filtervorrichtungswand 142, zwei obere
seitliche Filtervorrichtungswände 144 und eine
Deckenwand 146.
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Das
untere Gehäuse 132 ist gebildet durch an der Tragekonstruktion 128 angeordnete
untere seitliche Filtervorrichtungswände 148,
eine untere hintere Filtervorrichtungswand 150 und eine
untere vordere Filtervorrichtungswand 152 (siehe 1).
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Als
untere Begrenzung des unteren Gehäuses 132 kann
eine (nicht dargestellte) untere Begrenzungswand vorgesehen sein.
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Das
obere Gehäuse 130 und das untere Gehäuse 132 sind
durch einen Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter 154 zur
Aufnahme von Filterhilfsmaterial (auch als Precoat-Material bezeichnet)
und abgeschiedenem Nasslack-Overspray voneinander getrennt.
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Das
Filterhilfsmaterial dient dazu, an Overspray-Partikeln anzuhaften,
um deren Flüssigkeitsanteil aufzunehmen und mit denselben
ein Gemisch zu bilden, welches nicht klebrig ist und folglich nicht zur
Verstopfung eines dem Ausfiltern des Gemisches dienenden Filters
führt.
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Das
Gemisch aus Filterhilfsmaterial und Overspray-Partikeln wird im
Folgenden als Verbrauchtmaterial bezeichnet.
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Als
Filterhilfsmaterial kann grundsätzlich jedes Medium verwendet
werden, welches dazu in der Lage ist, den Flüssigkeitsanteil
des Nasslack-Oversprays aufzunehmen.
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Insbesondere
kommen als Filterhilfsmaterial Kalk, Steinmehl, Aluminiumsilikate,
Aluminiumoxide, Siliziumoxide, Pulverlack oder ähnliches
in Betracht.
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Das
Filterhilfsmaterial umfasst eine Vielzahl von Filterhilfsmaterialpartikeln,
welche einen mittleren Durchmesser im Bereich von beispielsweise
ungefähr 10 μm bis ungefähr 100 μm
aufweisen.
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Zwischen
der oberen vorderen Filtervorrichtungswand 142 und der
unteren vorderen Filtervorrichtungswand 152 ist ein Rohgasstromeinlass 134 angeordnet.
An einem unteren Ende des Rohgasstromeinlasses 134 endet
eine der Einlaufschrägen 124, welche einen in
den Rohgasstromeinlass 134 einströmenden Teilrohgasstrom
in den Innenraum der Filtervorrichtung 126 leitet.
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Der
Innenraum des oberen Gehäuses 130 wird im Betrieb
der Filtervorrichtung 126 von Rohgas durchströmt
und wird daher als Rohgasraum 155 bezeichnet.
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Die
die hinteren Filtervorrichtungswände 140, 150 tragenden
Stützen 136 weisen jeweils eine parallel zu den
seitlichen Filtervorrichtungswänden 144, 148 ausgerichtete
Anlagefläche 156 auf, an welche eine entsprechende
Anlagefläche 156 einer weiteren Filtervorrichtung 126 angelegt
werden kann.
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Auf
diese Weise können mehrere Filtervorrichtungen 126 nebeneinander
angeordnet werden. In einem solchen Fall dienen die seitlichen Filtervorrichtungswände 144, 148 als
Quertrennwände 158 zwischen den Innenräumen
der einander benachbarten Filtervorrichtungen 126.
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Bei
der in den 1 bis 3 dargestellten ersten
Ausführungsform der Filtervorrichtung 126 ist ein äußerer
Absaugkanalabschnitt 162 zur Absaugung des mittels der
Filtervorrichtung 126 gereinigten Luftstroms vorgesehen.
Der äußere Absaugkanalabschnitt 162 ist
am unteren Ende der unteren hinteren Filtervorrichtungswand 150 angeordnet
und weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf.
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Der
Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter 154 umfasst
einen trichterförmigen Abschnitt 164, welcher
als inverser Pyramidenstumpf 166 mit gegen die Vertikale
geneigten Seitenwänden 168 ausgebildet ist. Die
Neigung der Seitenwände 168 gegenüber
der Vertikalen beträgt in dieser ersten Ausführungsform der
Filtervorrichtung 126 beispielsweise ungefähr 60°.
Vorzugsweise beträgt der Winkel, der von den Seitenwänden 168 und
der Vertikalen eingeschlossen wird, mindestens ungefähr
20°. Ferner beträgt der Winkel, der von den Seitenwänden 168 und
der Vertikalen eingeschlossen wird, vorzugsweise höchstens
ungefähr 70°.
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Die
Seitenwände 168 des inversen Pyramidenstumpfs 166 sind
als im Wesentlichen ebene Oberflächenfilter 170 ausgebildet,
auf welchen Filterhilfsmaterial abscheidbar ist und welche somit
einen Filterhilfsmaterialabscheidebereich 169 des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters 154 bilden.
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Die
Oberflächenfilter 170 sind bei dieser Ausführungsform
als Platten aus gesintertem Polyethylen ausgebildet, welche an ihrer
Außenfläche mit einer Membran aus Polytetrafluorethylen
versehen sind.
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Die
Beschichtung aus Polytetrafluorethylen dient der Erhöhung
der Filterklasse und der Verhinderung des permanenten Anhaftens
von Nasslass-Overspray.
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Der
inverse Pyramidenstumpf 166 ist in Schwerkraftrichtung
nach unten durch einen Boden 172 begrenzt.
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Es
kann vorgesehen sein, dass auch der Boden 172 als ein Oberflächenfilter 170 ausgebildet
ist.
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Die
Seitenwände 168 des inversen Pyramidenstumpfs 166 und
der Boden 172 bilden eine Auffangwanne 173 mit
einem Filterhilfsmaterialsammelbereich 171 des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters 154 zum
Auffangen von von den Oberflächenfiltern 170 abgereinigtem
Verbrauchtmaterial.
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Zum
Abführen des sich im Betrieb der Filtervorrichtung 126 auf
dem Boden 172 der Auffangwanne 173 ansammelnden
Gemisches aus Filterhilfsmaterial und abgeschiedenem Nasslack-Overspray,
das heißt von Verbrauchtmaterial, ist eine Verbrauchtmaterialabführvorrichtung 174 vorgesehen.
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Die
Verbrauchtmaterialabführvorrichtung 174 umfasst
eine Absaugleitung 176, durch welche das Gemisch aus Filterhilfsmaterial
und abgeschiedenem Nasslack-Overspray beispielsweise mittels eines
(nicht dargestellten) Gebläses absaugbar ist, um es nach
einer Aufarbeitung wiederzuverwenden oder zu entsorgen.
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An
den Seitenwänden 168 des inversen Pyramidenstumpfs 166 sind
eine Filterhilfsmaterialzuführvorrichtung 178 und
eine (nicht dargestellte) Abreinigungsvorrichtung angeordnet.
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Die
Filterhilfsmaterialzuführvorrichtung 178 umfasst
mehrfach verzweigte Filterhilfsmaterialzuführleitungen 179,
die an ihren Enden in den Rohgasraum 155 münden.
Mittels eines (nicht dargestellten) Gebläses ist Filterhilfsmaterial
durch die Filterhilfsmaterialzuführleitungen 179 in
den Rohgasraum 155 förderbar.
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Die
Abreinigungsvorrichtung umfasst druckbeaufschlagte, mehrfach verzweigte
Abreinigungsluftleitungen, die an ihren Enden auf Unterseiten 192 der
Oberflächenfilter 170 gerichtet sind, um pulsartige
Luftströmungen zu erzeugen, welche die Oberflächenfilter 170 entgegen
der Durchströmrichtung im Normalbetrieb der Filtervorrichtungen 126 durchströmen.
Dadurch können auf Oberseiten 190 der Oberflächenfilter 170 anfiltrierte
Filterkuchen 188 gelockert und abgereinigt werden.
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In 3 ist
eine schematische Draufsicht auf die seitlichen Filtervorrichtungswände 144, 148 der ersten
Ausführungsform einer Filtervorrichtung 126 dargestellt.
Insbesondere ist aus 3 ersichtlich, dass eine Zuführung
des Rohgasstroms 123 in einem in Schwerkraftrichtung oberen
Bereich der Filtervorrichtung 126 vorgesehen ist. In einem
in Schwerkraftrichtung unteren Bereich der Filtervorrichtung 126 ist
zur Absaugung der mittels der Oberflächenfilter 170 gereinigten
Luft der äußere Absaugkanalabschnitt 162 vorgesehen.
Der Rohgasstrom 123 durchströmt die Filtervorrichtung 126 damit
im Wesentlichen in Schwerkraftrichtung von oben nach unten.
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Bei
dieser Ausführungsform der Lackieranlage 100 sind
auf jeder Seite des Steges 122 jeweils vier Filtervorrichtungen 126 in
der Förderrichtung 120 direkt aufeinanderfolgend
angeordnet. Diese vier Filtervorrichtungen 126 sind zu
vier weiteren Filtervorrichtungen 126 auf der anderen Seite
des Steges 122 spiegelsymmetrisch bezüglich einer
sich im Wesentlichen vertikal und in Förderrichtung 120 erstreckenden
Längsmittelebene 180 des Filterraums 112 angeordnet.
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Die
gesamte Lackieranlage 100 ist bezüglich der Längsmittelebene 180 des
Filterraums 112 im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet.
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Die
einander benachbarten Filtervorrichtungen 126 liegen mit
ihren jeweiligen seitlichen Filtervorrichtungswänden 144, 148 aneinander
an.
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Die
hinteren Filtervorrichtungswände 140, 150 der
Filtervorrichtungen 126 bilden Außenwände 182 des
Filterraums 112. Somit sind die bei dieser Ausführungsform
der Filtervorrichtung 126 vorgesehenen äußeren
Absaugkanalabschnitte 162 auf den der Längsmittelebene 180 abgewandten
Seiten der Filtervorrichtungen 126 und die Rohgasstromeinlässe 134 auf
den der Längsmittelebene 180 zugewandten Seiten
der Filtervorrichtungen 126 angeordnet.
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Die äußeren
Absaugkanalabschnitte 162 der jeweils vier direkt aufeinanderfolgend
angeordneten Filtervorrichtungen 126 stehen in Fluidverbindung miteinander,
so dass zu beiden Seiten der Lackieranlage 100 jeweils
ein sich entlang der vier Filtervorrichtungen 126 erstreckender äußerer
Absaugkanal 184 gebildet wird.
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Zum
Antreiben einer Luftströmung durch die Lackieranlage 100,
insbesondere zum Absaugen der gereinigten Luft aus den Filtervorrichtungen 126,
ist stromabwärts der äußeren Absaugkanäle 184 zu
beiden Seiten der Lackieranlage 100 jeweils ein (nicht dargestelltes)
Gebläse angeordnet.
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Zur
Führung der Luft aus den äußeren Absaugkanälen 184 in
das oberhalb der Lackierkabine 102 angeordnete Plenum 108 ist
zu beiden Seiten der Lackieranlage 100 jeweils eine sich
von den äußeren Absaugkanälen 184 nach
oben zu dem Plenum 108 erstreckende Rückführleitung 186 vorgesehen.
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Im
Plenum 108 sind (nicht dargestellte) Sicherheitsfilter
vorgesehen, um aus dem bereits gereinigten Luftstrom eventuell noch
vorhandene Restverunreinigungen zu entfernen.
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Der
Strömungsverlauf innerhalb der Lackieranlage 100 ist
in 1 mit Pfeilen für den Reingasstrom 121 und
für den Rohgasstrom 123 dargestellt. Wie aus dieser
Darstellung ersichtlich ist, wird die Luft bei dieser Ausführungsform
einer Lackieranlage 100 in einem Umluftkreislauf geführt.
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Um
die im Umluftkreislauf geführte Luft hinsichtlich ihrer
Temperatur und ihrer Luftfeuchtigkeit auf einen vorgegebenen Wert
einzustellen, können (nicht dargestellte) Konditioniereinrichtungen,
beispielsweise eine Temperaturkonditioniereinrichtung und/oder eine
Luftfeuchtigkeitskonditioniereinrichtung, vorgesehen sein.
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Die
Lackieranlage 100 kann aufgrund der Verwendung der Filtervorrichtungen 126 mit
in den Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter 154 integrierten Oberflächenfiltern 170 besonders
kompakt ausgebildet werden. So reduziert sich insbesondere die Höhe des
Filterraums 112 und damit auch die Gesamthöhe der
Lackieranlage 100.
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Die
vorstehend beschriebene Lackieranlage 100 funktioniert
wie folgt: Die Lackierkabine 102 und damit auch der Applikationsbereich 104 werden
in Schwerkraftrichtung von oben nach unten von Luft durchströmt.
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Die
mittels der Lackiereinrichtungen 114 in Richtung eines
Werkstücks 116 gesprühten Nasslackpartikel
gelangen nicht alle auf das Werkstück 116, sondern
werden von der das Werkstück 116 umströmenden
Luft aufgenommen und mittransportiert.
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Der
Nasslack-Overspray gelangt mit dem in Schwerkraftrichtung nach unten
geführten Rohgasstrom 123 im unteren Bereich der
Lackierkabine 102 durch den Lackierkabinenboden 110 in
den Filterraum 112.
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Der
in den Filterraum 112 einströmende, Overspray-Partikel
enthaltende Rohgasstrom 123 wird an dem Steg 122 geteilt
und gelangt über die Einlaufschrägen 124 und
durch die Rohgasstromeinlässe 134 in die oberen
Gehäuse 130 der Filtervorrichtungen 126.
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Dem
Rohgasstrom 123 wird in den oberen Gehäusen 130 der
Filtervorrichtungen 126 in regelmäßigen
Abständen oder kontinuierlich mittels der Filterhilfsmaterialzuführvorrichtungen 178 Filterhilfsmaterial
zugeführt.
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In
dem Rohgasstrom 123 enthaltene Overspray-Partikel haften
an den Partikeln des Filterhilfsmaterials an und bilden mit denselben
ein im Wesentlichen nicht mehr klebriges Gemisch. Auf diese Weise
wird ein direktes Anhaften der Overspray-Partikel an den Oberflächenfiltern 170 und
damit ein Verstopfen der Oberflächenfilter 170 verhindert.
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Das
Gemisch aus Filterhilfsmaterial und Overspray-Partikeln wird mittels
der Oberflächenfilter 170 aus der Luft ausgefiltert
und lagert sich dadurch als nicht klebrige Schicht in Form eines
Filterkuchens 188 auf den Oberseiten 190 der Oberflächenfilter 170 ab.
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In
regelmäßigen Abständen oder nach Bedarf,
beispielsweise bei Erreichen eines vorgegebenen maximalen Druckabfalls
an den Oberflächenfiltern 170, wird der Filterkuchen 188 von
den Oberseiten 190 der Oberflächenfilter 170 einer
Filtervorrichtung 126 mittels der (nicht dargestellten)
Abreinigungsvorrichtung abgereinigt. Hierzu werden die Unterseiten 192 der
abzureinigenden Oberflächenfilter 170 für
kurze Zeit mit einem Druckluftimpuls beaufschlagt. Der entgegen
der Schwerkraftrichtung von unten nach oben durch das Oberflächenfilter 170 gerichtete
Druckluftimpuls führt zu einer Lockerung des Filterkuchens 188.
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Der
Filterkuchen 188 rutscht dann aufgrund der Neigung der
Oberflächenfilter 170 auf deren Oberseiten 190 ab
und sammelt sich aufgrund der trichterförmigen Anordnung
der Oberflächenfilter 170 in der Mitte zwischen
den Oberflächenfiltern 170, das heißt
zentral in der Auffangwanne 173 des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters 154.
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Das
Gemisch aus Filterhilfsmaterial und Overspray-Partikeln kann anschließend
entweder mittels einer (nicht dargestellten) Aufwirbelungsvorrichtung
erneut dem Rohgasstrom zugeführt werden oder aber mittels
der Verbrauchtmaterialabführvorrichtung 174 aus
der Auffangwanne 173 abgeführt werden.
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Eine
solche Aufwirbelungsvorrichtung dient dem Erzeugen eines in die
Auffangwanne 173 gerichteten Druckluftimpulses, um Verbrauchtmaterial aufzuwirbeln
und so dem Rohgasstrom 123 erneut zuzuführen.
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Die
mittels der Oberflächenfilter 170 gereinigte Luft
wird über die äußeren Absaugkanäle 184 mittels
Gebläsen den Rückführleitungen 186 zugeführt.
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Mittels
der Rückführleitungen 186 wird die gereinigte
Luft in das Plenum 108 geführt und gelangt von
dort durch die Filterdecke 106 als Reingasstrom 121 in
die Lackierkabine 102.
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Damit
ist der Umluftkreislauf durch die Lackieranlage 100 geschlossen.
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Eine
in 4 dargestellte zweite Ausführungsform
einer Filtervorrichtung 126 unterscheidet sich von der
in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform
dadurch, dass ein zusätzliches, unter den Oberflächenfiltern 170 angeordnetes
Trichtergehäuse 194 mit im Wesentlichen parallel
zu den Oberflächenfiltern 170 ausgerichteten Seitenwänden 195 vorgesehen
ist. Zwischen den Oberflächenfiltern 170 und den
Seitenwänden 195 des Trichtergehäuses 194 ist
ein Spalt 196 zur Absaugung der gereinigten Luft und zur
Zuführung von Druckluftimpulsen zur Abreinigung der Oberflächenfilter 170 vorgesehen.
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Die
dem Rohgasraum 155 der Filtervorrichtung 126 zugewandten
Oberseiten 190 der Oberflächenfilter 170 schließen
mit der Vertikalen einen Winkel α ein, welcher in dieser
zweiten Ausführungsform der Filtervorrichtung 126 beispielsweise
ungefähr 65° beträgt. Vorzugsweise betragen
die Winkel, welche die Oberseiten 190 der Oberflächenfilter 170 mit
der Vertikalen einschließen, mindestens ungefähr
20°. Die Winkel, welche die Oberseiten 190 der
Oberflächenfilter 170 mit der Vertikalen einschließen,
betragen ferner vorzugsweise höchstens ungefähr
70°.
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Im Übrigen
stimmt die in 4 dargestellte zweite Ausführungsform
einer Filtervorrichtung 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion
mit der in den 1 bis 3 dargestellten
ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende
Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine
in 5 dargestellte dritte Ausführungsform
einer Filtervorrichtung 126 unterscheidet sich von der
in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform
dadurch, dass die Seitenwände 168, welche Bestandteil
des den trichterförmigen Abschnitt 164 bildenden
inversen Pyramidenstumpfs 166 sind, in ihren in Schwerkraftrichtung
unteren Bereichen nicht direkt an den als horizontal ausgerichtete
Platte ausgebildeten Boden 172, sondern an den oberen Rand
einer separaten Auffangwanne 173 angrenzen.
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Der
Filterhilfsmaterialaufnahmebehälter 154 umfasst
somit den trichterförmigen Abschnitt 164 mit dem
Filterhilfsmaterialabscheidebereich 169 und die separate
Auffangwanne 173 mit dem Filterhilfsmaterialsammelbereich 171.
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Die
separate Auffangwanne 173 umfasst in dieser Ausführungsform
der Filtervorrichtung 126 den Boden 172 und zusätzliche
Seitenwände 198, ist im Wesentlichen quaderförmig
ausgebildet und grenzt an ihrem in Schwerkraftrichtung oberen Ende an
die unteren Ränder der die Seitenwände 168 des inversen
Pyramidenstumpfs 166 bildenden Oberflächenfilter 170 an.
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Unter
den Oberflächenfiltern 170 ist eine Abreinigungsvorrichtung 200 vorgesehen,
welche für jedes Oberflächenfilter 170 jeweils
mehrere, beispielsweise fünf, auf die Unterseite 192 des
jeweiligen Oberflächenfilters 170 gerichtete Abreinigungsdüsen 202 umfasst.
Die Abreinigungsdüsen 202 werden durch eine Abreinigungsluftleitung 204 mit
druckbeaufschlagter Abreinigungsluft versorgt.
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Die
Abreinigungsluftleitung 204 ist beispielsweise als Kreuzverrohrung
ausgebildet.
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Die
dem Rohgasraum 155 der Filtervorrichtung 126 zugewandten
Oberseiten 190 der Oberflächenfilter 170 schließen
mit der Vertikalen einen Winkel α ein, welcher in dieser
dritten Ausführungsform der Filtervorrichtung beispielsweise
ungefähr 50° beträgt. Vorzugsweise betragen
die Winkel, welche die Oberseiten 190 der Oberflächenfilter 170 mit
der Vertikalen einschließen, mindestens ungefähr
20°. Die Winkel, welche die Oberseiten 190 der
Oberflächenfilter 170 mit der Vertikalen einschließen,
betragen ferner vorzugsweise höchstens ungefähr
70°.
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Im Übrigen
stimmt die in 5 dargestellte dritte Ausführungsform
einer Filtervorrichtung 126 hinsichtlich Aufbau und Funktion
mit der in den 1 bis 3 dargestellten
ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende
Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine
(nicht dargestellte) Ausführungsform einer Lackieranlage 100 unterscheidet
sich von der in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsform dadurch, dass zwischen einander benachbarten
Filtervorrichtungen 126 keine unteren seitlichen Filtervorrichtungswände 148 vorgesehen
sind, so dass zwischen den unteren Gehäusen 132 der
einander benachbarten Filtervorrichtungen 126 ein Luftaustausch
möglich ist. Die unteren Gehäuse 132 der
Filtervorrichtungen 126 können dann als ein innerer
Absaugkanal 160 dienen. Der innere Absaugkanal 160 kann
den außerhalb der unteren Gehäuse 132 angeordneten äußeren
Absaugkanal 184 ergänzen oder ersetzen.
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Im Übrigen
stimmt diese (nicht dargestellte) Ausführungsform einer
Lackieranlage 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit
der in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsform überein, auf deren vorstehende
Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Dadurch,
dass das mindestens eine Oberflächenfilter einen Bestandteil
des Filterhilfsmaterialaufnahmebehälters bildet, sind alle
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einer Filtervorrichtung
und die damit versehenen Lackieranlagen platzsparend ausgebildet
und weisen eine geringe Anzahl an Bauteilen auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005048579
A1 [0052]