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Auswaschvorrichtung, insbesondere für
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die Abluft von Lackspritzkabinen Die Erfindung betrifft eine Auswaschvorrichtung
zum Auswaschen von festen oder flüssigen Partikeln aus Gasen und insbesondere zum
Auswaschen solcher Partikel aus der Abluft einer Lackspritzkabine.
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Derartige Auswaschvorrichtungen eignen sich beispielsweise aber auch
für Arbeitskabinen, in denen geschliffen wird oder andere Arbeiten verrichtet werden,
bei denen Staub anfällt Bei üblichen Lackspritzkabinen bildet ein Gitterrost einen
Zwischenboden, auf dem die Arbeiter stehen und durch den von oben in die Lackspritzkabine
eingeführte Luft hindurchgeblasen oder hindurchgesaugt wird, die dem Zweck dient,
den nicht zu dem zu lackierenden Gegenstand gelangenden Lacknebel durch den Gitterrost
nach unten abzuführen. Unter dem Gitterrost liegt ein von Blechen gebildeter Boden,
über den ein kontinuierlicher Wasserfilm gespült wird und in dem sich eine Eintrittsöffnung
der Auswaschvorrichtugg befindetç durch die die mit klebrigen Lackpartikeln beladene
Abluft und das Waschwasser hindurchströmen.
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Bekannte Auswaschvorrichtungen, wie sie beispielsweise in der DE-OS
27 46 738 dargestellt werden, besitzen den Nachteil einer beträchtlichen Bauhöhe
(kaum unter 2,5 m) und eines trotz intensiver Bemühungen zur Verringerung des Betriebsenergiebedarfs
und des Lärmpegels immer noch relativ hohen Druckabfalls. Dies gilt sogar für eine
neuentwickelte Düsenauswaschvorrichtung, wie sie die DE-OS 30 42 464 zeigt, bei
der sich an eine langgestreckte, rechteckige Eintrittsöffnung in dem zu die ser
hin leicht geneigten Kabinenboden eine im Quer schnitt birnenförmige Auswaschdüse
anschließt, welche nach unten geöffnet ist und unter der sich ein vom umgewälzten
Waschwasser gebildeter See befindet, auf dessen Oberfläche die die Auswaschdüse
verlassende Abluft auftrifft, ehe sie nach der Seite zu abgesaugt wird.
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Die erwähnten Nachteile treffen in noch höherem Maße auf eine Auswaschvorrichtung
zu, wie sie die US-PS 4 257 784 beschreibt. Bei dieser bekannten Auswaschvorrichtung
bildet der Boden der Lackspritzkabine einen verhältnismäßig schlanken und hochbauenden
Trichter, der sich unten nach der Seite zu öffnet, indem die eine seitliche Trichterwand
um etwas weniger als 900 in Richtung auf die gegenüberliegende Kabinenwand abgebogen
wurde, so daß das Gemisch aus Abluft und Waschwasser seitlich aus dem Trichter abströmt
und gegen die eine Kabinenseitenwand gerichtet wird.
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Nach einer Umlenkung der Strömung um 1800 strömt das Gemisch aus Abluft
und Wassertröpfchen unter dem Trichter hindurch und über die Oberfläche eines Wasch
wassersees zur anderen Kabinenwand, durch die die Abluft nach mehreren weiteren
Umlenkungen durch Prallbleche abgesaugt wird. Bei dieser bekannten Auswaschvorrichtung
liegt die Stelle der höchsten Strömungsgeschwindigkeit der Abluft am unteren Ende
des beschriebenen Trichters zwischen den beiden Trichterwänden, da diese den engsten
Spalt im Strömungspfad der Abluft bilden Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde,
den Energie aufwand für den Betrieb einer Auswaschvorrichtung der in Rede stehenden
Art sowie deren Lärmpegel herabzusetzen.
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Ausgehend von einer Auswaschvorrichtung der eingangs erwähnten Art
mit einer von Leitwänden gebildeten länglichen Eintrittsöffnung für das zu reinigende
Gas und die Auswaschflüssigkeit sowie einem darunter angeordneten Auswaschflüssigkeitssee
läßt' sich diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß auf mindestens einer
Längsseite der Eintrittsöffnung die Leitwand zunächst nach unten und da n nach außen
verläuft sowie mit der Oberfläche des Fll. sigkeitssees einen ersten Spalt mit einer
solchen Höhe bildet, daß dort das im wesentlichen horizontal strömende Gas innerhalb
der Auswaschvorrichtung die höchste Strömungsgeschwindigkeit aufweist, und daß in
Strömungsrichtung hinter dem ersten Spalt und der Kante der Leitwand
eine
sich vom Flüssigkeitssee nach oben erstreckende erste Prallfläche vorgesehen ist,
die oben zusammen mit einer darüber# angeordneten und quer zur ersten Prallfläche
verlaufenden zweiten Prallfläche einen zweiten Spalt bildet. Vorzugsweise wird die
den ersten Spalt bildende Leitwand so gestaltet, daß sie im Bereich des Spalts ein
im Querschnitt stetiges, konvexes Profil aufweist.
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Die Breite des ersten Spalts läßt sich leicht einstellen, und zwar
entweder über die Höhe des Spiegels des Flüssigkeitssees mittels eines in der Höhe
einstellbaren Wehrs oder durch eine hinsichtlich ihrer Höhe einstellbare Leitwand.
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Es hat sich gezeigt, daß sich die erfindungsgemäße Auswaschvorrichtung
bei vergleichbarer Reinigungswirkung mit einem kleineren Druckabfall der Luftströmung
über die Auswaschvorrichtung und damit mit geringerem Energieaufwand und geringerer
Lärmentwicklung betreiben läßt. Durch die im wesentlichen horizontale Führung des
Gasstroms im Auswaschbereich kommt man aber auch mit einer erheblich geringeren
Bauhöhe aus, was bauseitig immense Kosten spart.
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Besonders empfehlenswert ist eine Ausführungsform, bei der das Leitwandprofil
im Bereich der Auswasch-0 vorrichtung einen Kreisbogen von nahezu 180 bildet, um
so mit einem völlig stetigen Verlauf einen sich im Querschnitt horizontal und damit
parallel zur Oberfläche des Auswaschflüssigkeitssees erstreckenden Unterkantenbereich
der Leitwand zu erhalten.
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Die Breite des ersten Spalts wird zweckmässig so eingestellt, dass
sich im Spalt eine horizontale strömungsgeschwindigkeit im Bereich von ca. 15 bis
25 m/s und insbesondere von ca. 18 bis 20 m/s ergibt.
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Ist die Leitwand Teil eines zur Eintrittsöffnung hin leicht geneigten
Bodens der Spritzkabine, so erhält man einen besonders einfachen Aufbau der Auswaschvorrichtung,
wenn die Unterseite dieses Bodens auch die zweite Prallfläche bildet. Als weitere
geräuschdämmende Maßnahme empfiehlt es sich, die Bodenunterseite mit schalldämmendem
Material zu beschichten, so zum Beispiel einen Kunststoff auf die Bodenunterseite
auEzuschäumen oder Schaumkunststoffmatten dort aufzukleben, Zweckmäßigerweise sieht
man Mittel vor, um eine die erste Prallfläche bildende Wand in vertikaler und horizontaler
Richtung verstellen zu können, wobei sich eine solche Einstellung als zweckmäßig
erwiesen hat, bei der der Abstand der ersten Prallfläche vom ersten Spalt und die
Breite des zweiten Spalts jeweils ungefähr dem Zweifachen der Breite des ersten
Spalts entspricht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindung gemäßen Auswaschvorrichtung
verläuft die erste Prallfläche in ihrem oberen Bereich im Querschnitt in Richtung
auf die Eintrittsöffnung zu konkav, wodurch sich die Verwirbelung des Abgasstroms
noch verbessern läßt -man verleiht dem Abgasstrom einen Drall, ohne dadurch einen
voll ausgebildeten Wirbel zu erzielen -.
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Schließlich wird noch empfohlen, die Leitwand und/oder die erste Prallfläche
als insbesondere glasfaserverstärkte Kunststoffteile auszubilden, da diese1 anders
als die bisher verwendeten Stahlbleche, weder korrodieren noch zum Dröhnen neigen.
Auch kann auf solche Kunststoffteile eine schalldämmende Schicht gut haftend aufgeschäumt
werden, und die Kunststoffteile lassen sich leichter verarbeiten, und zwar in Form
einzeln austauschbarer Platten. Sie können auch mit einer glatteren Oberfläche hergestellt
werden, neigen weniger zum Verschmutzen und lassen sich leichter reinigen.
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Die erfindungsgemäße Auswaschvorrichtung kann symmetrisch zu derjenigen
vertikalen Ebene ausgebildet werden, die durch die Längsmitte der Eintrittsöffnung
verläuft. Es ist aber auch möglich, die Eintrittsöffnung gegenüber der vertikalen
Längsmittelebene einer Lackspritzkabine seitlich zu versetzen und die Eintrittsöffnung
auf der einen Seite durch die zum Beispiel vertikale Kabinenwand zu begrenzen, so
daß die Abluft unterhalb der Eintrittsöffnung nicht nach beiden Seiten ungefähr
horizontal abströmt, sondern nur nach der einen Seite hin.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus den beigefügten Ansprüchen und/ oder aus der nachfolgenden Beschreibung
sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Auswaschvorrichtung, die zusammen mit dem unteren Teil einer
Lackspritzkabine dargestellt wurde; in der Zeichnung zeigen:
Figur
1 einen Querschnitt durch eine Lackspritzkabine mit erfindungsgemässer Auswaschvorrichtung;
Figur 2 den einen Teil der Auswaschvorrichtung im Querschnitt und in grösserem Maßstab
als in Figur 1; Figur 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Figur 2 Figur 4 einen
Schnitt nach der Linie 4-4 in Figur 2 Die in Figur 1 dargestellte Lackspritzkabine
(10) ist in den Boden (12) eines Gebäudes eingelassen, u.z besitzt dieser Gebäudeboden
eine in Längsrichtung der Lackspritzkabine verlaufende Rinne (14), deren Seitenwände
(16) und Boden (18) zusammen mit einem Gehäuse (20) die Lackspritzkabine (10) bilden.
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Diese besteht im wesentlichen aus einem Arbeitsraum (22) und einem
darunter angeordneten Auswaschungsteil (24), zwischen denen sich ein Gitterrost
(26) befindet. Auf dem letzteren steht ein Förderer (28), mit dem z.B zu lackierende
Fahrzeugkarosserien (30) durch die Lackspritzkabine (10) hindurch transportiert
werden.
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Um den beim Lackieren entstehenden Farbnebel aus dem Arbeitsraum (22)
abzutransportieren und zu gewährleisten, dass die von Arbeitern eingeatmete Luft
im wesentlichen frei von solchen Farb- bzw. Lacknebeln und Lösungsmitteln ist, wird
dem Arbeitsraum (22) über einen Zuluftschacht (32) und ein Filter {34) Frischluft
oder regenerierte
Umluft zugeführt, die den Arbeitsraum von oben
nach unten durchströmt und ihn durch den Gitterrost (26) hindurch wieder verläst.
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Die dann mit teilweise noch klebrigen Lackpartikeln beladene Abluft
strömt teils direkt, teils über eine Leitwand (38) zu einer Eintrittsöffnung (40)
einer Auswaschvorrichtung, durch die zumindest die Lackpartikel aus der Abluft der
Lackspritzkabine ausge waschen werden sollen. Die Eintrittsöffnung (40) hat in der
Draufsicht von oben die Form eines langgestreckten Rechtecks, das sich längs der
Lackspritzkabine, d.h. senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur 1, erstreckt und
bei der Ausführungsform gemäss Figur 1 zwischen der einen Seitenwand (16) der Rinne
(14) und der Leitwand (38) liegt; wie durch die strichpunktierte Linie (42) in Figur
2 angedeutet wurde, kann die Lackspritzkabine (10) aber auch zu einer vertikalen
Längsmittelebene (42) symmetrisch aufgebaut sein, so dass sich die Eintrittsöffnung
(40) zwischen zwei Leitwänden (38) befindet.
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Die Rinne (14) wird von mehreren, im Querabstand voneinander angeordneten
Querträgern (42) überbrückt , an denen bei (44) Stützen (46) angelenkt sind, die
sich jeweils mit einem längenveränderlichen Fuß (48) auf dem Boden (18) der Rinne
(14) abstützen; die Höhe des der Eintrittsöffnung (14) zugewandten Endes einer jeden
Stütze (46) kann also individuell eingestellt werden.
Die Stützen
(46) tragen einen als ganzes mit (50) bezeichneten Kanal, der, wie die Figur 4 erkennen
lässt, aus über Flansche (52) miteinander verbundenen Kanalsegmenten (54) zusammengesetzt
ist und einen Boden (56) sowie zwei Seitenwände (58) und (60) aufweist.
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Von oben ragt eine aus einzelnen Platten zusammengesetzte Trennwand
(62) in den Kanal (50) hinein und unterteilt diesen in eine Zulaufkammer (64) und
eine Ablaufkammer (66), die in Längsrichtung der Lackspritzkabine neben einander
herlaufen und über einen zwischen Trennwand (62) und Boden (56) des Kanals (50)
liegenden Spalt (68) miteinander in Verbindung stehen. Die Breite dieses Spalts
wird von Schiebern (70) bestimmt, die die Form von in Kanallängsrichtung hintereinander
liegenden Platten aufweisen, welche, wie die Figur 4 erkennen lässt, mittels Schlitzen
(72) und an der Trennwand (62) fest angebrachten Schraubbolzen (74) an der Trennwand
(62) höhenverstellbar geführt sind und sich in einer bestimmten Höhenlage durch
auf die Schraubbolzen (74) aufgeo schraubte Muttern fixieren lassen Die Schieber
(70) erlauben es also, für jeden der Länge eines solchen Schiebers entsprechenden
Abschnitt des Kanals (50) die Grösse des Spalts (68) individuell einzustellen.
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Der Zulaufkammer 64 wird an einer beliebigen Stelle eine Auswaschflüssigkeit
zugeführt, was beispielsweise über eine Zulauföffnung 76 erfolgen kann. Für die
folgende Beschreibung soll der Einfachheit halber angenommen werden, dass als Auswaschflüssigkeit
Wasser (mit Zusätzen wie Detergentien etc.) verwendet wird.
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Die Ablaufkammer (66) besitzt einen von einem Wehr (80) gebildeten
Überlaufrand, dessen Höhenlage sich gleichfalls abschnittsweise individuell einstellen
lässt.
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Zu diesem Zweck besteht das Wehr (80) aus in Längsrichtung der Lackspritzkabine
hintereinander angeordneten Wehrplatten (82), die in gleicher Weise wie die Schieber
(70) an der Seitenwand (60) des Kanals (50) zur Veränderung ihrer Höhenlage verschiebbar
geführt sind und sich durch im einzelnen nicht dargestellte Schrauben festlegen
lassen.
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Auch die Leitwand (38) besteht aus einzelnen, in Längsrichtung der
Lackspritzkabine hintereinander angeordneten Leitwandsegmenten (38a), die über Flansche
(86) miteinander verbunden sind und einerseits auf am Kanal (50) befestigten Auslegern
(88) und andererseits auf den vorderen Bereichen der Stützen (46) aufliegen. Die
an die Eintrittsöffnung (40) angrenzenden Bereiche der zur Eintrittsöffnung hin
leicht geneigten Leitwandsegmente (38a) sind so profiliert, dass sie, wie die Figur
2 erkennen lässt, im Querschnitt einen sich über nahezu 1800 erstreckenden Kreisbogen
(90) bilden und unten mit einer nach aussen zu vorzugsweise horizontal verlaufenden
Randzone (92) enden. Die Höhenlage dieser Randzone lässt sich durch eine entsprechende
Einstellung der Länge der Füße (48) für die Stützen (46) bestimmen.
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Über dem Boden (18) der Rinne (14) im Gebäudefundament steht ein vom
Waschwasser gebildeter See (96), wobei der Wasserstand bzw. die Höhe des Spiegels
(98) dieses Sees durch ein in Fig. 4 dargestelltes, höhenverstellbares Wehr (99)
eingestellt und aufrecht erhalten wird.
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Mit dem Wasserspiegel (98) bildet die Randzone (92) der Leitwand (38)
einen ersten Spalt (100), hinter dem im Abstand eine Prallwand (102) angeordnet
ist. Diese bildet eine erste Prallfläche (104) und besteht wieder aus einzelnen,
in Längsrichtung der Lackspritzkabine hintereinander angeordneten Platten (102a),
die mittels an ihnen befestigter Laschen (106) an den Stützen (46) montiert sind.
Da die Laschen (106) Querschlitze (108) aufweisen, durch die an den Stützen (46)
angebrachte Schraubenbolzen (110) hindurchgreifen, lässt sich der Abstand der ersten
Prallfläche 104 vom ersten Spalt (100) (100) einstellen. Ausserdem kann es zweckmässig
sein, die Prallwandsegmente (102a) in gleicher Weise wie die Schieber (70) in vertikaler
Richtung individuell verschieben und feststellen zu können.
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Der Kanal (50), die Trennwand (62), die Leitwand (38) und die Prallwand
(102) bestehen aus glasfaserverstärkten Kunststoffplatten, und auf die Unterseite
der Leitwand (38) ist eine schalldämmende Schicht (112) aufgeschäumt worden, die
als Anti-Dröhnbelag dient Wie die Figur 2 erkennen lässt, ist der obere Bereich
der Prallwand (102) in Richtung auf die Eintrittsöffnung (40) etwas abgebogen, wobei
die Grösse und Lage dieser Abbiegung vorteilhafterweise so gewählt wird, dass die
zwischen der Randzone (92) und der Prallwand (102) nach oben strömende Luft zwar
einen Drall gemäss Figur 2 nach links erhält, zwischen der Leitwand (38) und der
Prallwand (102) jedoch keinen vollständigen Wirbel bildet.
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Die Unterseite der schalldämmenden Schicht (112) bildet eine zweite
Prallfläche (116), und die Oberkante der Prallwand (102) bildet mit dieser Prallfläche
einen zweiten Spalt (118), den die Luft gemäss Figur 2 von links nach rechts durchströmt.
Sie durchquert dann einen sogenannten Entspannungsraum (120) und wird schliesslich
über einen Schacht (122)#abgesaugt.
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Durch eine entsprechende Einstellung der Schieber (70) und der Wehrplatten
(82) wird erreicht, dass das durch die Zulauföffnung (76) in den Kanal (50) eingespeiste
Waschwasser auf der Oberseite der Leitwand (38) überall ~einen gleichmässigen, dünnen
Wasserfilm bildet, der Ablagerungen von Lackpartikeln auf der Leitwand vermeiden
soll und zur Eintrittsöffnung (40) fliesst, durch die die von oben kommende Abluft
der Lackspritzkabine hindurchgedrückt bzw. hindurchgesaugt wird.
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Durch die Umlenkung der Abluft in den ersten Spalt (100) hinein ergibt
sich eine ausserordentlich gute Auflösung des Wasserfilms in Tröpfchen und eine
gute Verwirbelung und Durchmischung des Luft-Wasser-Gemischs, da der in die Horizontale
umgelenkte Luftstrom den schräg vom Kreisbogen (90) abströmenden Wasservorhang zerreisst
und durch den Luftstrom auch die auf dem Waschwassersee (96) erzeugten Wellenkämme
vor und im Spalt (100) abgerissen werden.
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Das Luft-Wasser-Gemisch trifft dann auf die erste Prallfläche (104)
(strenggenommen bildet für die nach unten in die Eintrittsöffnung (40) einströmende
Abluft schon der Wasserspiegel (98) eine erste Prallfläche), worauf es zwischen
dem oberen Bereich der Prallwand (102) und der Unterseite der Leitwand (38) erneut
verwirbelt
wird und dabei auf die zweite-Prallfläche (116) auftrifft.
Anschliessend strömt dann die von Lackpartikeln und Wassertröpfchen weitgehendst
befreite Luft durch den zweiten Spalt (118) hindurch in den Entspannungsraum (120),
aus dem sie über den Schacht (122) abgesaugt wird.
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Zur Reinigung des Kanals (50) und um diesen ganz.ablassen zu können,
weist der Kanalboden (56) im Bereich der Ablaufkammer (66) eine öffnung (124) auf
(siehe Fig. 4), die durch einen mittels eines Griffs (126) nach oben abhebbaren
und mit einer Dichtung (128) versehenen Decken (130) verschlossen ist. Seiner Sicherung
und Anpressung dienen übliche Verschlüsse (132).
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Ein derartiger Deckel lasse sich gerade bei einer Ausführung des Kanals
(50) in glasfaserverstärktem Kunststoff kostengünstig vOrsehen.
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Aus Fig. 4 ergibt sich schliesslich, dass, sieht man einmal vom Spalt
(100) ab, der Entspannungsraum (120) von dem Raum über der Leitwand (38) abgetrennt
ist, und zwar einerseits durch ein dichtes Anstossen der Leitwand (38) gegen das
Gebäudefundament und andererseits durch ein in den See- (96) eintauchendes Schott
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