DE102008046413A1

DE102008046413A1 - Vorrichtung zum Abscheiden von Lack-Overspray

Info

Publication number: DE102008046413A1
Application number: DE102008046413A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Swoboda; Erwin Hihn
Original assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: EP2318149A1; EP2318149B1; JP2012501821A; US8974579B2; CN102143804A; WO2010025844A1; DE102008046413B4; US20110154988A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Abscheiden von Lack-Overspray aus der mit Overspray beladenen Kabinenabluft von Lackieranlagen umfasst mindestens eine Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b), an welcher die Kabinenabluft entlang führbar ist und welche elektrisch leitend sowie mit einem Pol einer Hochspannungsquelle (74; 174; 274) verbunden ist. Eine im Luftstrom angeordnete Elektrodeneinrichtung (56; 156; 256) ist der Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) zugeordnet und mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle (74, 174; 274) verbunden. Lack-Overspray wird von der Abscheidefläche (42a, 42b, 142a, 142b; 242a, 242b) durch eine elektrisch leitfähige Abscheideflüssigkeit abtransportiert, die der Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) zuführbar ist und die Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) überströmt, so dass ein Großteil zumindest der Feststoffe aus der vorbeiströmenden Kabinenluft in die Abscheideflüssigkeit übergeht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden Von Lack-Overspray aus der mit Overspray beladenen Kabinenabluft von Lackieranlagen mit

a) mindestens einer Abscheidefläche, an welcher die Kabinenabluft entlang führbar ist und welche elektrisch leitend sowie mit einem Pol einer Hochspannungsquelle verbunden ist;
b) einer im Luftstrom angeordneten Elektrodeneinrichtung, welche der Abscheidefläche zugeordnet und mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle verbunden ist;
c) Mitteln, mit welchen der abgeschiedene Lack-Overspray von der Abscheidefläche abtransportiert wird.

Bei der manuellen oder automatischen Applikation von Lacken auf Gegenstände wird ein Teilstrom des Lackes, der im Allgemeinen sowohl Festkörper als auch Lösemittel und/oder Bindemittel enthält, nicht auf den Gegenstand appliziert. Dieser Teilstrom wird in der Fachwelt ”Overspray” genannt. Der Overspray wird von dem Luftstrom in der Spritzkabine erfasst und einer Abscheidung zugeführt.
Insbesondere bei Anlagen mit größerem Lackverbrauch, beispielsweise bei Anlagen zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien, kommen bevorzugt Nassabscheidesysteme zum Einsatz. Bei vom Markt her bekannten Nassabscheidern hießt Wasser gemeinsam mit der von oben kommenden Kabinenabluft zu einer die Luftströmung beschleunigenden Düse.
In dieser Düse findet eine Verwirbelung der durchströmenden Kabinenabluft mit dem Wasser statt. Bei diesem Vorgang treten die Overspraypartikel weitgehend in das Wasser über, so dass die Luft den Nassabscheider im Wesentlichen gereinigt verlässt und sich die Lack-Overspraypartikel in dem Wasser befinden. Aus diesem können sie dann wiedergewonnen oder entsorgt werden.
Bei bekannten Nassabscheidern wird verhältnismäßig viel Energie zur Umwälzung der erforderlichen recht großen Wassermengen benötigt. Die Aufbereitung des Spülwassers ist durch den hohen Einsatz an lackbindenden und entklebenden Chemikalien und die Lackschlammentsorgung kostenintensiv. Weiterhin nimmt die Luft durch den intensiven Kontakt mit dem Spülwasser sehr viel Feuchtigkeit auf, was im Umluftbetrieb wiederum einen hohen Energieverbrauch für die Luftaufbereitung zur Folge hat.
Bei vom Markt her bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art wird demgegenüber auf trockenem Wege abgeschieden, indem von der vorbeiströmenden Kabinenabluft mitgeführte Lack-Overspraypartikel durch die Elektrodeneinrichtung ionisiert werden und auf Grund des zwischen der Abscheidefläche und der Elektrodeneinrichtung aufgebauten elektrischen Feldes zur Abscheidefläche wandern, an welcher sie sich abscheiden. Die an der Abscheidefläche haftenden Lack-Overspraypartikel können dann beispielsweise mechanisch von dieser abgestreift und abtransportiert werden.
Die Reinigungswirkung derartiger Abscheider ist sehr hoch. Für einen kontinuierlichen Betrieb muss jedoch stets dafür gesorgt werden, dass sich zwischen der Abscheidefläche und der Elektrodeneinrichtung ein ausreichend starkes elektrisches Feld ausbilden kann, was nur bis zu einer gewissen Schichtdicke von Lack-Overspray auf der Abscheidefläche möglich ist, da eine solche Schicht isolierend wirkt. Die erforderliche kontinuierliche Entfernung des Lack-Oversprays von der Abscheidefläche ist jedoch mit baulich recht aufwändigen Maßnahmen verbunden und kann störanfällig sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abscheidevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Abtransport von Lack-Overspray von der Abscheidefläche verbessert und vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genanten Art dadurch erzielt, dass

d) der Abscheidefläche eine elektrisch leitfähige Abscheideflüssigkeit zuführbar ist, welche die Abscheidefläche überströmt, so dass ein Großteil zumindest der Feststoffe aus der vorbeiströmenden Kabinenabluft in die Abscheideflüssigkeit übergeht und von dieser abtransportiert wird.

Erfindungsgemäß wird also der Vorteil einer guten Abscheidung von Lack-Overspray aus Kabinenabluft über ein elektrisches Feld mit dem guten Transport von Lack-Overspray in einer Flüssigkeit kombiniert.
Durch die stetig an der Abscheidefläche entlangströmende Abscheideflüssigkeit wird von dieser aufgenommener Lack-Overspray kontinuierlich abtransportiert, so dass ein Anhaften von Lack-Overspray an der Abscheidefläche verringert ist, was zu einer Isolierung derselben führen würde.
Es ist günstig, wenn die Elektrodeneinrichtung eine plattenförmige Elektrode und wenigstens eine Drahtelektrode umfasst. Eine Drahtelektrode wirkt als Sprühelektrode, durch welche die von der Kabinenabluft mitgeführten Lack-Overspraypartikel effektiv ionisiert werden. Durch eine plattenförmige Elektrode kann im Zusammenspiel mit der Abscheidefläche ein homogenes Feld aufgebaut werden, durch welches die ionisierten Lack-Overspraypartikel zuverlässig der Abscheidefläche zugeführt werden.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die plattenförmige Elektrode als Gitterelektrode ausgebildet ist. An dem Gitter kommt es zu Verwirbelungen, welche dazu führen, dass sich die Lack-Overspraypartikel in der vorbeiströmenden Kabinenabluft gleichmäßiger verteilen, was sich wiederum günstig auf die Abscheidung derselben an der Abscheidefläche auswirkt.
Wenn die Elektrodeneinrichtung mehrere Drahtelektroden umfasst, welche parallel zueinander verlaufen, wird die Effizienz der Ionisierung der Lack-Overspraypartikel erhöht.
Es ist vorteilhaft, wenn eine Abscheideeinheit vorgesehen ist, welche zwei in verschiedene Richtungen weisende Abscheideflächen umfasst. Wenn die Abscheideflächen wenigstens einer Abscheideeinheit wenigstens in einem Abschnitt parallel zueinander verlaufen, können mehrere Abscheideeinheiten kaskadenartig hintereinander angeordnet werden, wodurch zur Verfügung stehender Bauraum gut genutzt wird.
Insbesondere ist es dann günstig, wenn mehrere Abscheideeinheiten derart angeordnet sind, dass sich zwei Abscheideeinheiten mit jeweils einer Abscheidefläche gegenüberliegen und zwischen sich gegenüberliegenden Abscheideflächen zweier Abscheideeinheiten jeweils eine Elektrodeneinrichtung angeordnet ist. Dadurch arbeitet jeweils eine einzige Elektrodeneinrichtung mit zwei Abscheideflächen zusammen, was die Wirksamkeit der Vorrichtung verbessert.
Wenn die wenigstens eine Abscheidefläche wenigstens einen gewölbten Abschnitt umfasst, welcher sich entlang der wenigstens einen Drahtelektrode erstreckt, kann eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Kabinenabluft im Bereich der Drahtelektrode erreicht werden. Dementsprechend verweilt ein Volumen der Kabinenabluft länger im Einflußbereich der Drahtelektrode, so dass ein größerer Anteil von Lack-Overspraypartikeln in diesem Volumen ionisiert wird. Zudem kommt es im Bereich der Wölbung zu Verwirbelungen und Turbulenzen, durch welche die Verteilung der Lack-Overspraypartikel in der Kabinenabluft vergleichmäßigt wird.
Dabei ist es günstig, wenn die Anzahl gewölbter Abschnitte der wenigstens einen Abscheidefläche mit der Anzahl der Drahtelektroden übereinstimmt, so dass die genannten Effekte im Bereich jeder Drahtelektrode eintreten.
Es konnten besonders gute Abscheideergebnisse mit einer Verrichtung erzielt werden, bei welcher die Wölbung eines oder mehrerer gewölbter Abschnitte im Querschnitt auf einem Kreisbogen verläuft, dessen Mittelpunkt konzentrisch zur Drahtelektrode liegt.
Es ist insgesamt für eine wirksame Abscheidung von Vorteil, wenn die wenigstens eine Drahtelektrode so angeordnet ist, dass sie vor der plattenförmigen Elektrode von der mit Overspray beladenen Kabinenabluft erreicht wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine Lackierkabine einer Oberflächenbehandlungsanlage mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Overspray-Abscheidevorrichtung in einer Vorderansicht;
2 die Lackierkabine von 1 in einer perspektivischen Ansicht;
3 eine perspektivische Ansicht zweier Abscheideeinheiten sowie dreier Elektrodeneinrichtungen der Abscheidevorrichtung von 1;
4 die beiden Abscheideeinheiten mit Elektrodeneinrichtungen von 3 im vertikalen Schnitt;
5 eine perspektivische Ansicht zweier Abscheideeinheiten sowie dreier Elektrodeneinrichtungen jeweils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Overspray-Abscheidevorrichtung, welche mehrere Abscheideeinheiten und Elektrodeneinrichtungen nach 5 umfasst;
7 eine perspektivische Ansicht zweier Abscheideeinheiten gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel sowie dreier Elektrodeneinrichtungen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach 3.
Zunächst wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Dort ist mit 2 insgesamt eine Lackierkabine einer Oberflächenbehandlungsanlage bezeichnet, in welcher Fahrzeugkarosserien 4 lackiert werden, nachdem sie in der Lackierkabine 2 vorgelagerten, nicht eigens gezeigten Vorbehandlungsstationen z. B. gereinigt und entfettet wurden.
Die Lackierkabine 2 umfasst einen oben angeordneten Lackiertunnel 6, welcher von vertikalen Seitenwänden 8a, 8b und einer horizontalen Kabinendecke 10 begrenzt, jedoch an den Stirnseiten und nach unten hin in der Weise offen ist, dass mit Overspray beladene Kabinenabluft nach unten strömen kann. Die Kabinendecke 10 ist in üblicher Weise als untere Begrenzung des Luftzuführraumes (nicht dargestellt) mit Filterdecke ausgebildet.
Auf Höhe der von den unteren Rändern der Seitenwände 8a, 8b flankierten unteren Öffnung 12 des Lackiertunnels 6 ist ein Stahlbau 14 angeordnet, welcher ein an und für sich bekanntes Fördersystem 16 trägt, auf welches hier nicht näher eingegangen wird. Mit diesem können zu lackierende Fahrzeugkarosserien 4 von der Eingangsseite des Lackiertunnels 6 zu dessen Ausgangsseite transportiert werden. Im Inneren des Lackiertunnels 6 befinden sich nicht eigens gezeigte Applikationseinrichtungen, mittels welcher die Fahrzeugkarosserien 4 in an und für sich bekannter Weise mit Lack beaufschlagt werden können.
Unterhalb der unteren Öffnung 12 des Lackiertunnels 6 befindet sich ein nach oben zum Lackiertunnel 6 hin offener Abscheideraum 18, in welchem beim Lackiervorgang entstehender Lack-Overspray abgeschieden wird.
Der Abscheideraum 18 ist durch eine in 2 zu erkennende Bodenplatte 20, zwei vertikale Seitenwände 22a, 22b und zwei vertikale Stirnwände begrenzt, wobei die beiden letzteren in den 1 und 2 weggelassen sind.
In dem Abscheideraum 18 ist eine Abscheidevorrichtung 24 mit einer Vielzahl von in Längsrichtung des Abscheideraums 18 hintereinander angeordneten Abscheideein heiten 26 angeordnet, auf welche weiter unten noch näher eingegangen wird.
In dem Bereich des Abscheideraums 18 zwischen der Abscheidevorrichtung 24 und dem Lackiertunnel 6 befinden sich zwei Luftleitbleche 28a, 28b, welche ausgehend von den Seitenwänden 22a, 22b des Abscheideraums 18 zunächst nach unten konvergieren und in ihrem der Abscheidevorrichtung 24 zugewandten Endbereich zu den seitlichen Begrenzungen der Abscheidevorrichtung 24 divergieren. Die Luftleitbleche 28a, 28b und entsprechende, nicht dargestellte Luftleitbleche an den Stirnseiten erstrecken sich von oben bis zur Abscheidevorrichtung 24.
Die Abscheideeinheiten 26 ruhen auf einem Tragrahmen 30, welcher ein Strömen von Luft nach unten aus der Abscheidevorrichtung 24 hinaus zulässt. Unterhalb der Abscheidevorrichtung 24 befindet sich ein weiteres Luftleitblech 32, welches sich entlang der Abscheidevorrichtung 24 im Abscheideraum 18 erstreckt. Das Luftleitblech 32 weist einen vertikalen Abschnitt 32a auf, welcher der in den 1 und 2 linken Seitenwand 22a des Abscheideraums 18 zugewandt ist, und einen schräg nach unten in Richtung auf die gegenüberliegende Seitenwand 22b des Abscheideraums 18 verlaufenden Abschnitt 32b.
Zwischen dem vertikalen Abschnitt 32a des Luftleitblechs 32 und der in den 1 und 2 linken Seitenwand 22a des Abscheideraums 18 ist eine nur in 1 schematisch dargestellte Sammelrinne 34 angeordnet, welche sich parallel zu dem vertikalen Abschnitt 32a des Luftleitblechs 32 erstreckt und welche in Längsrichtung gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt ist.
In den 3 und 4 sind zwei benachbarte Abscheide einheiten 26 der Abscheidevorrichtung 24 gezeigt. Wie dort zu erkennen ist, umfasst eine Abscheideeinheit 26 zwei voneinander beabstandete parallele rechteckige Seitenplatten 36a, 36b, welche an ihren oberen gegenüberliegenden Stirnrändern über einen gekrümmten Abschnitt 38 miteinander verbunden sind, dessen lichte Außenkontur im Querschnitt einem Halbkreis entspricht und die Oberseite der Abscheideeinheit 26 bildet.
Am Scheitelpunkt des gekrümmten Abschnitts 38 der Abscheideeinheiten 26 ist dieser zu einer Überlaufrinne 40 ausgebildet, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird.
Die jeweiligen Außenflächen der Seitenplatten 36a, 36b bilden Abscheideflächen 42a bzw. 42b, worauf ebenfalls weiter unten nochmals eingegangen wird.
An ihren unteren Ränder tragen die Seitenplatten 36a, 36b jeweils eine Ablaufrinne 44a, 44b, welche parallel zu den Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheiten 26 verläuft und in Richtung einer ersten, in 3 vorderen Stirnseite 46 der Abscheideeinheit 26 nach unten geneigt ist. Die Ablaufrinnen 44a, 44b schließen stirnseitig mit den Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheit 26 ab (vgl. 3). Die Ablaufrinnen 44a, 44b sind an ihrem Ende 48a bzw. 48b an der ersten Stirnseite 46 (vgl. 3) der Abscheideeinheit 26 offen.
Wie in den 1 und 2 zu erkennen ist, umfasst jede Abscheideeinheit 26 eine erste Stirnwand 50a, welche auf deren erster Stirnseite 46 angeordnet ist. Die gegenüberliegende Stirnseite der Abscheideeinheiten 26, welche nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen ist, ist von einer zweiten Stirnwand 50b abgedeckt. Die Stirnwände 50a, 50b der Abscheideinheiten 26 verschließen die Stirnseiten der zugehörigen Überlaufrinne 40. Die beiden Stirnwände 50a, 50b sind aus Kunststoff gefertigt. Die erste Stirnwand 50a der Abscheideeinheit 26 umfasst zwei Durchbrüche 52a, 52b, in welche jeweils eine Ablaufrinne 44a, 44b mit ihren Enden 48a, 48b mündet. Auf der den Ablaufrinnen 44a, 44b gegenüberliegenden Seite jeder Stirnwand 50a sind an die Durchbrüche 52a, 52b Abtropfbleche 54a, 54b angesetzt. Diese sind als Profil ausgebildet, dessen Querschnitt demjenigen der Ablaufrinnen 44a, 44b entspricht.
Wenn die Abscheidevorrichtung 24 im Abscheideraum 18 der Lackierkabine 2 angeordnet ist, ragen die Abtropfbleche 54a, 54b jeder Abscheideeinheit 26 über die Sammelrinne 34.
In der Abscheidevorrichtung 24 sind jeweils zwei benachbarte Abscheideeinheiten 26 unter Einhaltung eines Abstands voneinander angeordnet. Zwischen zwei benachbarten Abscheideeinheiten 26 sowie bei den freien Seitenplatten 36a bzw. 36b der beiden äußersten Abscheideeinheiten 26 innerhalb der Abscheidevorrichtung 24 erstreckt sich jeweils eine Elektrodeneinrichtung 56, von denen jede mit einer Hochspannungsquelle verbunden ist, die in 4 nicht eigens gezeigt ist. In einer Abwandlung können die Elektrodeneinrichtungen 56 auch von einer einzigen Hochspannungsquelle gespeist werden. Die Abscheideeinheiten 26 sind auf Massepotential gelegt.
Jede Elektrodeneinrichtung 56 umfasst zwei gerade, parallel zueinander verlaufende Elektrodenleisten 58a, 58b. Diese halten in einem Feldabschnitt 60 der Elektrodeneinrichtung 56 eine Gitterelektrode 62, deren zwischen den Elektrodenleisten 58a, 58b verlaufende Ränder 64a, 64b senkrecht zu diesen stehen. In einem Koronaabschnitt 66 der Elektro deneinrichtung 56 halten die Elektrodenleisten 58a, 58b mehrere als Sprühelektrode wirkende Koronadrähte 68. Die Koronadrähte 68 verlaufen in einer durch die Elektrodenleisten 58a, 58b vorgegebenen Ebene parallel zu den Rändern 64a, 64b der Gitterelektrode 62 und sind in gleichen Abständen zueinander angeordnet.
Wie in den 3 und 4 zu erkennen ist, haben die Elektrodeneinrichtungen 56 insgesamt eine Erstreckung, welche im Wesentlichen der Erstreckung der Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheiten 26 entspricht. Die Elektrodeneinrichtungen 56 sind so angeordnet, dass der untere Rand 64b der Gitterelektrode 62 etwa auf Höhe des unteren Endes der Seitenplatten 36a bzw. 36b angeordnet ist.
Im Betrieb der Abscheidevorrichtung 24 fließt an der jeweiligen Abscheidefläche 42a, 42b der Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheiten 26 von oben nach unten eine Abscheideflüssigkeit in die Ablaufrinnen 44a, 44b, welche geeignet ist, Feststoffpartikel aus dem beim Lackiervorgang entstehenden Lack-Overspray aufzunehmen.
Dazu wird diese Abscheideflüssigkeit der Überlaufrinne 40 im gekrümmten Abschnitt 38 der Abscheideeinheiten 26 zugeführt. Von dort gelangt die Abscheideflüssigkeit über die neben der Überlaufrinne 40 verlaufenden gekrümmten Flanken 70a, 70b des gekrümmten Abschnitts 38 der Abscheideeinheit 26 jeweils als zusammenhängende Schicht zu den Seitenplatten 36a, 36b und fließt an deren Abscheideflächen 42a, 42b als weiterhin zusammenhängende Abscheideflüssigkeitsschicht herab.
Die Anzahl der Koronadrähte 68 der Elektrodeneinrichtung 56 und deren Abstand voneinander kann abhängig von dem Abscheideverhalten der Overspraypartikel variieren. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Koronadrähte 68 vorgesehen, von denen der oberste neben dem gekrümmten Abschnitt 38 der Abscheideeinheit 26 angeordnet ist, wogegen der darunter liegende Koronadraht 68 sich noch im Bereich neben der jeweiligen Seitenplatte 36a bzw. 36b der Abscheideeinheit 26 befindet.
In 5 sind als jeweils zweites Ausführungsbeispiel eine abgewandelte Abscheideeinheit 126 sowie eine abgewandelte Elektrodeneinrichtung 156 und in 6 eine diese umfassende abgewandelte Abscheidevorrichtung 124 gezeigt. Komponenten der Abscheideeinheit 126, der Elektrodeneinrichtung 156 und der Abscheidevorrichtung 124, welche denjenigen der Abscheideeinheit 26, der Elektrodeneinrichtung 56 und der Abscheidevorrichtung 24 nach den 1 bis 4 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet.
Die Abscheideeinheit 126 unterscheidet sich von der Abscheideeinheit 26 unter anderem dadurch, dass die Ablaufrinnen 144a, 144b über die Stirnseite 146 der Abscheideeinheit 126 überstehen. Die überstehenden Abschnitte 172a, 172b entsprechen den oben erläuterten Abtropfblechen 54a, 54b, auf welche daher bei der Abscheidevorrichtung 124 verzichtet werden kann.
Wie in 6 zu erkennen ist, erstrecken sich die überstehenden Abschnitte 172a, 172b der Ablaufrinnen 144a, 144b der Abscheideeinheit 126 durch die jeweiligen Durchbrüche 152a, 152b in jeder Stirnwand 150a der Abscheidevorrichtung 124 hindurch.
In 5 ist eine Hochspannungsquelle 174 gezeigt, welche zwischen den Seitenplatten 136a, 136b einer jeden Abscheideeinheit 126 angeordnet ist und mit der Elektrodeneinrich tung 156 verbunden ist. In entsprechender Weise kann die Hochspannungsquelle 174 auch bei jeder Abscheideinheit 26 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorhanden sein. Jeweils eine einzelne Abscheideeinheit 126 und eine einzelne Elektrodeneinrichtung 156 bilden so ein Abscheidemodul 176. Entsprechend bilden auch jeweils eine einzelne Abscheideeinheit 26 und eine einzelne Elektrodeneinrichtung 56 nach den 1 bis 4 ein Abscheidemodul 76.
In 5 sind außerdem Verstrebungen 178a, 178b, 178c zu erkennen, welche die Innenflächen der beiden Seitenplatten 136a, 136b der Abscheideeinheit 126 unten, in der Mitte und oben miteinander verbinden.
Bei der Elektrodeneinrichtung 156 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verläuft senkrecht zwischen den Elektrodenleisten 158a, 158b oberhalb des obersten Koronadrahts 168 eine Schutzstange 180, durch welche die Gefahr eines Kontakts von möglicherweise aus dem Lackiertunnel 6 auf die Elektrodeneinrichtung 156 herunterfallenden Gegenständen oder Partikeln mit den Koronadrähten 168 verringert wird.
Ansonsten gilt das oben zu der Abscheideeinheit 26, der Elektrodeneinrichtung 56 und zur Abscheidevorrichtung 24 Gesagte für die Abscheideeinheit 126, die Elektrodeneinrichtung 156 und die Abscheidevorrichtung 124 sinngemäß entsprechend.
Das Grundprinzip der oben erläuterten Vorrichtungen wird nun am Beispiel der Abscheidevorrichtung 24 nach den 1 bis 4 erläutert. Die Verwendung der Abscheidevorrichtung 124 gemäß den 5 und 6 in der Lackierkabine 2 erfolgt analog.
Beim Lackieren der Fahrzeugkarosserien im Lackiertunnel 6 wird die dort befindliche Kabinenluft mit Lack-Overspraypartikeln beladen. Diese können noch flüssig und/oder klebrig aber auch schon mehr oder weniger fest sein. Die mit Lack-Overspray beladene Kabinenabluft strömt durch die untere Öffnung 12 des Lackiertunnels 6 in den Abscheideraum 18. Dort wird diese Luft durch die Luftleitbleche 28a, 28b in Richtung auf die Abscheidevorrichtung 24 gelenkt und strömt zwischen benachbarten Abscheideeinheiten 26 hindurch in Richtung auf das untere Luftleitblech 32.
An den Koronadrähten 68 kommt es in an und für sich bekannter Weise zu Koronaentladungen, durch welche die Overspraypartikel in der vorbeiströmenden Kabinenabluft effektiv ionisiert werden.
Die ionisierten Overspraypartikel passieren die auf Massepotential liegenden Seitenplatten 36a, 36b zweier benachbarter Abscheideeinheiten 26 und die dazwischen verlaufende Gitterelektrode 62 im ersten Abschnitt 60 der Elektrodeneinrichtung 56. Auf Grund des zwischen Gitterelektrode 62 und Seitenplatten 32a, 32b ausgebildeten elektrischen Feldes scheiden sich die ionisierten Overspraypartikel an Abscheideflächen 42a, 42b der Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheiten 26 ab und werden dort von der daran entlang fließenden Abscheideflüssigkeit aufgenommen.
Ein Teil der ionisierten Overspraypartikel scheidet sich bereits im zweiten Abschnitt 66 der Elektrodeneinrichtung 56 im Bereich der Koronadrähte 68 an den Abscheideeinheiten 26 ab. Das zwischen den Koronadrähten 68 und der jeweiligen Seitenplatte 36a, 36b der Abscheideeinheit 26 vorhandene elektrische Feld ist jedoch inhomogener als das elektrische Feld im Bereich der Gitterelektrode 62, weshalb dort ein gerichteteres und effektiveres Abscheiden der ionisierten Overspraypartikel an der entsprechenden Abscheideeinheit 26 erfolgt.
Die beim Durchgang zwischen den Abscheideeinheiten 26 gereinigte Luft wird von dem unteren Luftleitblech 32 in Richtung auf die in den 1 und 2 rechts gezeigte Seitenwand 22b des Abscheideraums 18 geleitet, von wo sie, gegebenenfalls nach einer gewissen Konditionierung, dem Lackiertunnel 6 wieder als Frischluft zugeführt werden kann. Bei der Konditionierung kann es sich insbesondere um ein Nachregeln der Temperatur, der Luftfeuchte und gegebenenfalls um das Entfernen von noch in der Luft befindlichen Lösemitteln handeln.
Die an den Abscheideeinheiten 26 herabfließende und nun mit den Overspraypartikeln beladene Abscheideflüssigkeit gelangt unten in die Ablaufrinnen 44a, 44b der Abscheideeinheiten 26. Durch die Neigung der Ablaufrinnen 44a, 44b fließt die beladene Abscheideflüssigkeit in Richtung auf die Durchbrüche 52a, 52b in den jeweiligen Stirnwänden 50a, durch diese hindurch und von dort über die Abtropfbleche 54a, 54b in die Sammelrinne 34. Über die Sammelrinne 34 fließt die mit Overspraypartikeln beladene Abscheideflüssigkeit aus der Lackierkabine 2 heraus und kann einer Reinigung und Wiederaufbereitung, bei welcher die Abscheideflüssigkeit von den Overspraypartikeln befreit wird, oder einer Entsorgung zugeführt werden.
In 7 sind zwei nochmals abgewandelte Abscheideeinheiten 226 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Komponenten der Abscheideeinheit 226, welche denjenigen der Abscheideeinheit 26 nach den 1 bis 4 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 200 gekennzeichnet. Zusätzlich sind in 7 drei Elektrodeneinrichtungen 256 zu erkennen, welche den Elektroden einrichtungen 156 nach den 3 und 4 entsprechen. Eine Abscheideeinheit 226 und eine Elektrodeneinheit 256 bilden jeweils ein Modul 276.
Bei der Abscheideeinheit 226 haben die Seitenplatten 236a, 236b gewellte Abschnitte 282a, 282b, welche an die jeweiligen Flanken 270a, 270b des gekrümmten Abschnitts 238 der Abscheideeinheit 226 angrenzen. Zwischen den Ablaufrinnen 244a, 244b und den gewellten Abschnitten 282a, 282b umfasst die jeweilige Seitenplatte 236a, 236b einen planen Abschnitt 284a, 284b.
Jeder gewellte Abschnitt 282a, 282b hat jeweils bezogen auf die zwischen und parallel zu den planen Abschnitten 284a, 284b verlaufende Mittelebene der Abscheideeinheit 226 nach innen gewölbte Abschnitte 286a, 286b, 286c, 286d sowie nach außen gewölbte Abschnitte 288, welche sich entlang jeweils eines Koronadrahtes 268 erstrecken. Die Anzahl der nach innen gewölbten Abschnitte 286 jedes gewellten Abschnitts 282a, 282b der Seitenplatten 236a, 236b entspricht also der Anzahl der Koronadrähte 268 der Elektrodeneinrichtung 256.
Von den nach innen gewölbten Abschnitten 286a, 286b, 286c und 286d sowie von den nach außen gewölbten Abschnitten 288 ist der Übersichtlichkeit halber jeweils nur einer mit einem Bezugszeichen versehen.
Die Wölbung der beiden unteren und des obersten nach innen gewölbten Abschnitte 286a, 286b und 286d folgt im Querschnitt betrachtet einem Kreisbogen. Die nach innen gewölbten Abschnitte 286a, 286b und 286d sind gegenüber jeweils einem benachbarten Koronadraht 268 so angeordnet, dass dieser im Querschnitt konzentrisch zu dem durch den Verlauf des jeweiligen gewölbten Abschnitts 286a, 286b oder 286d vorgebenden Kreisbogen liegt. Der oberste nach innen gewölbte Bereich 86d erstreckt sich in vertikaler Richtung etwas kürzer als die unteren beiden nach innen gewölbten Bereiche 286a und 286b.
Bei dem unter dem obersten gewölbten Abschnitt 286d angeordneten nach innen gewölbten Abschnitt 286c nimmt der Krümmungsradius von unten nach oben ab, so dass der nach innen gewölbte Abschnitt 286c im Querschnitt betrachtet einen parabelähnlichen Verlauf hat. Dadurch ist der Abstand zwischen den außen liegenden Enden sich gegenüberliegender Flanken 270a, 270b zweier benachbarter Abscheideeinheiten 226 in einer horizontalen Ebene kürzer als der Abstand zwischen deren sich gegenüberliegenden planen Abschnitten 284a, 284b der jeweiligen Seitenplatten 236a, 236b.
Die Abstände zweier benachbarter Abscheideeinheiten 226 mit dazwischen angeordneter Elektrodeneinrichtung 256 sind so abgestimmt, dass die Koronadrähte 268, im Querschnitt betrachtet, jeweils konzentrisch zum Mittelpunkt der im Querschnitt durch zwei gegenüberliegende nach innen gewölbte Abschnitte 286a, 286b oder 286d vorgegebenen, annähernd kreisbogenförmigen Segmente liegen.
Durch die nach innen gewölbten Abschnitte 286 der gewellten Abschnitte 282a, 282b der Abscheideeinheiten 226 wird dort der zwischen den Abscheideeinheiten 226 gebildete Kanal, durch welchen die mit Overspray beladene Kabinenabluft hindurchströmt, jeweils lokal erweitert. Dadurch kommt es auf Höhe der nach innen gewölbten Bereiche 286 der Seitenplatten 236a, 236b jeweils zu einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit, wodurch die an dem jeweiligen Koronadraht 268 vorbeiströmende Kabinenabluft länger in dessen Einflussbereich bleibt. Dadurch wird wiederum ein höherer Anteil an Overspray in einem bestimmten Volumen der Kabinenabluft durch den betreffenden Koronadraht 268 ionisiert. Durch die in Strömungsrichtung der Kabinenabluft hintereinander angeordneten nach innen gewölbten Abschnitte 286 der Seitenplatten 236a, 236b der Abscheideeinheiten 226 wird somit ein bedeutend größerer Anteil an Overspray im zweiten Elektrodenabschnitt 266 mit den Koronadrähten 268 ionisiert, als dies bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit der Kabinenabluft bei durchgängig planen Seitenplatten 236a, 236b der Fall wäre. Aus diesem Grund ist es möglich, insgesamt den Durchsatz an Kabinenabluft zu erhöhen, da die Strömungsgeschwindigkeit der mit Overspray beladenen Kabinenabluft derart erhöht werden kann, dass die Verweildauer derselben im Bereich der Koronadrähte 268 der Verweilzeit bei einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit und vollständig planen Seitenplatten 236a, 236b entspricht.
Beispielsweise ist eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit um einen Faktor 4 bis 6 möglich. Wenn z. B. bei einer Abscheideeinrichtung 24 mit Abscheideeinheiten 26 nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine Strömungsgeschwindigkeit der mit Overspraypartikeln beladenen Kabinenabluft von 0,25 m/s möglich ist, bei der noch eine zufriedenstellende Abscheidungsleistung erzielbar ist, so kann bei Verwendung der Abscheideeinheiten 226 die Strömungsgeschwindikeit der Kabinenabluft auf 1 m/s bis 1,5 m/s erhöht und dennoch ein befriedigendes Abscheideergebnis erzielt werden. Soll die Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden, kann zur Erzielung der selben Abscheidungswirkung die Höhe der Abscheideeinrichtungen entsprechend vergößert werden.
Zusätzlich kommt es im Bereich der gewellten Abschnitte 232a, 232b der sich gegenüberliegenden Seitenplatten 236a, 236b zweier benachbarter Abscheideeinheiten 226 zu Verwirbelungen und Turbulenzen, wodurch die von der Kabinenabluft mitgeführten Lack-Overspraypartikel gleichmäßig im Bereich der Koronadrähte 268 verteilt werden und so effektiver ionisiert werden können.
Bei jeweils einer hier nicht gezeigten Abwandlung der Elektrodeneinrichtungen 56 oder 156 ist anstelle der Gitterelektrode 62 bzw. 162 eine Plattenelektrode vorgesehen. Die Abscheidung von ionsierten Lack-Overspraypartikeln aus der Kabinenabluft erfolgt jedoch bei Vorhandensein der Gitterelektrode 62 bzw. 162 effektiver, da am Gitter bzw. den Gitterstäben desselben kleine Verwirbelungen der Kabinenabluft erzeugt werden und die ionisierten Lack-Overspraypartikel dadurch im Bereich der Gitterelektrode 62 bzw. 162 homogener verteilt werden, als dies bei einer Plattenelektrode mit geschlossener Elektrodenfläche der Fall ist.
Um ein möglicherweise noch stattfindendes Anhaften von abgeschiedenen Lack-Overspraypartikeln, die von der Abscheideflüssigkeit an den Abscheideflächen 242a, 242b der Abscheideeinheiten 226 aufgenommen sind, an den Abscheideflächen 242a, 242b zu reduzieren, können die Abscheideflächen 242a, 242b jeder Abscheideeinheit 226 mit einer Antihaftbeschichtung, wie beispielsweise Teflon, beschichtet sein.
Anstelle der Überlaufrinne, aus welcher Abscheideflüssigkeit über deren äußere Ränder und über die gekrümmten Flanken 70a, 70b, 170a, 170b bzw. 270a, 270b des gekrümmten Abschnitts 38, 138 bzw. 238 der Abscheideeinheiten 26, 126 bzw. 226 zu den Seitenplatten 36a, 36b, 136a, 136b bzw. 236a, 236b gelangt, kann bei den Abscheideeinheiten 26, 126, 226 auch jeweils eine alternative Einrichtung vorgesehen sein, mit welcher Abscheideflüssigkeit auf die Abscheideeinheiten 26, 126, 226 aufgebracht werden kann. Beispielsweise kann dazu jeweils eine Berieselungsein richtung, eine Schlitzdüse oder schlicht ein Rohr mit Öffnungen oberhalb des gekrümmten Abschnitts 38, 138 bzw. 238 angeordnet sein.
Im Zusammenspiel mit der Elektrodeneinrichtung 56, 156, 256 und den auf Massepotential liegenden Seitenplatten 36a, 36b, 136a, 136b, 236a, 236b der Abscheideeinheiten 26, 126, 226 ist es wichtig, dass die Abscheideflüssigkeit elektrisch leitfähig ist. Die Abscheideflüssigkeit kann beispielsweise auf Wasser oder auf einem Öl basieren und mit Zusätzen versehen sein, die eine Agglomeration und/oder ein Härten und/oder Entkleben von Lack-Overspraypartikeln in der Abscheideflüssigkeit unterstützen.
Die Leitfähigkeit der Abscheideflüssigkeit liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 5000 μS/cm, insbesondere von 1000 bis 3000 μS/cm, und kann über Zusätze, wie beispielsweise Salze, eingestellt werden.
Durch die oben beschriebene Kombination einer elektrischen Abscheidung von Lack-Overspray aus damit beladener Kabinenabluft mit der Verwendung der Abscheideflüssigkeit zum Aufnehmen und Abtransportieren der Lack-Overspraypartikel kann eine effektive und wirksame Reinigung der mit Overspray beladenen Kabinenabluft erreicht werden. Die gereinigte Kabinenabluft kann dann in einem Kreislauf wieder der Spritzkabine zugeführt werden, wie es oben bereits erläutert wurde.

Claims

Vorrichtung zum Abscheiden von Lack-Overspray aus der mit Overspray beladenen Kabinenabluft von Lackieranlagen mit a) mindestens einer Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b), an welcher die Kabinenabluft entlang führbar ist und welche elektrisch leitend sowie mit einem Pol einer Hochspannungsquelle (74; 174; 274) verbunden ist; b) einer im Luftstrom angeordneten Elektrodeneinrichtung (56; 156; 256), welche der Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) zugeordnet ist und mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle (74; 174; 274) verbunden ist; c) Mitteln, mit welchen der abgeschiedene Lack-Overspray von der Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) abtransportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass d) der Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) eine elektrisch leitfähige Abscheideflüssigkeit zuführbar ist, welche die Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) überströmt, so dass ein Großteil zumindest der Feststoffe aus der vorbeiströmenden Kabinenabluft in die Abscheideflüssigkeit übergeht und von dieser abtransportiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodeneinrichtung (56; 156; 256) eine plattenförmige Elektrode (62; 162; 262) und wenigstens eine Drahtelektrode (68; 168; 268) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmige Elektrode (62; 162; 262) als Gitterelektrode (62; 162; 262) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodeneinrichtung (56; 156; 256) mehrere Drahtelektroden (68; 168; 268) umfasst, welche parallel zueinander verlaufen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abscheideeinheit (26, 126, 226) vorgesehen ist, welche zwei in verschiedene Richtungen weisende Abscheideflächen (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideflächen (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) wenigstens einer Abscheideeinheit (26, 126, 226) wenigstens in einem Abschnitt parallel zueinander verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abscheideeinheiten (26, 126, 226) derart angeordnet sind, dass sich zwei Abscheideeinheiten (26, 126, 226) mit jeweils einer Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) gegenüberliegen, und zwischen sich gegenüberliegenden Abscheideflächen (42a, 42b; 142a, 142b; 242a, 242b) zweier Abscheideeinheiten (26, 126, 226) jeweils eine Elektrodeneinrichtung (56; 156; 256) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 unter Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abscheidefläche (242a, 242b) wenigstens einen gewölbten Abschnitt (286a, 286b, 286c, 286d) umfasst, welcher sich entlang der wenigstens einen Drahtelektrode (268) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl gewölbter Abschnitte (286a, 286b, 286c, 286d) der wenigstens einen Abscheidefläche (242a, 242b) mit der Anzahl der Drahtelektroden (268) übereinstimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung eines oder mehrerer gewölbter Abschnitte (286a, 286b, 286d) im Querschnitt auf einem Kreisbogen verläuft, dessen Mittelpunkt konzentrisch zur Drahtelektrode (268) liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Drahtelektrode (68; 168; 268) so angeordnet ist, dass sie vor der plattenförmigen Elektrode (62; 162; 262) von der mit Overspray beladenen Kabinenabluft erreicht wird.