BESCHREIBUNG
Für Lackierbetriebe insbesondere solche für das Autogewerbe werden relativ grosse Farbspritz- und Einbrennkabinen benötigt. Solche Kabinen müssen ständig abgesaugt werden. Hierbei sollen sowohl Festteile, wie Farbpartikel, als auch Lösungsmitteldämpfe ausgefiltert werden. Für die Reinigung bezüglich Farbnebel sind entsprechende Filter seit längerer Zeit bekannt unter der Fachbezeichnung Paint-stop . Erst in unserer Zeit werden dem Paint-stop Filter auch noch Vorfilter nachgeschaltet, die wie die Paintstop -Filter direkt in der Kabine eingebaut sind. Korrekterweise werden heutzutage immer strengere Vorschriften erlassen bezüglich den erlaubten Emissionswerten der Farbspritzund Einbrennkabinen.
Neueste Kabinen sind mit nachgeschalteten ganzen Filteranlagen versehen. Diese haben neben den herkömmlichen Filter auch noch Aktivkohlefilter. Eine solche Anlage ist relativ voluminös, müssen doch die Aktivkohlefilter gut gegen Festpartikelverunreinigungen geschützt werden, weil sie sonst in kurzer Zeit verstopfen. Anlagebedingt können die für die Luftzirkulation erforderlichen Ventilatoren erst der Filteranlage nachgeschaltet werden. Dies führt dazu, dass nunmehr die gesamte Geräuschemission der Ventilatoren durch Abluftleitungen direkt nach aussen gelangt.
Die Aktivkohlefilter haben-ferner Eigenschaften, die deren Verwendung erschwert. In den Farbspritz- und Einbrennkabinen ist eine mindest Luftumwälzung erforderlich, die jedoch möglichst überschritten werden sollte. Dies bedeutet, dass man die lineare Strömungsgeschwindigkeit der Luft möglichst hoch haben möchte. Dies widerspricht jedoch genau den Forderungen der Aktivkohlefilter. Die Absorption der Lösungsmitteldämpfe in Aktivkohlefilter ist nämlich umgekehrt proportional zur Durchströmungsgeschwindigkeit. Folglich wäre eine geringe Durchströmungsgeschwindigkeit erwünscht. Dies kann nur strömungstechnisch bewältigt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lösung für die verschiedenartigen Probleme zu schaffen, das heisst Raumeinsparung, optimale Strömungsverhältnisse und möglichst guten Schutz der Aktivkohlefilter vor Verschmutzung.
Diese Aufgabe löst eine Filteranordnung die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Bei dieser Anordnung können mit Vorteil die Aktivkohlefilter parallel zur Längsrichtung des Abluftkanals angeordnet werden. Die Abluft kann dann die Aktivkohlefilter quer durchsetzen und deren Durchströmungsquerschnitt kann grösser sein als derjenige des Abluftkanals.
Hierdurch wird eine platzsparende Anordnung erreicht, mit hoher Effizienz bezüglich der Absorption von Lösungsmittel durch die Aktivkohlefilter.
Zur Reinigung der Farbspritz- und Einbrennkabine kann die Abluft durch einen Bypass geführt werden, wenn der Filter gemäss Anspruch 3 ausgestaltet ist. Dies erlaubt höhere Durchströmungsgeschwindigkeiten und schont die relativ teuren Aktivkohlefilter, die bei den höheren Durchströmungsgeschwindigkeiten ohnehin wenig wirkungsvoll sind.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt und anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 einen erfindungsgemässen Filter in Längsschnitt mit einem Bypass in geschlossener Lage;
Figur 2 denselben Filter im Querschnitt entlang der Linie Il-IlinFigur 1;
Figur 3 dieselbe Ansicht des Filters gemäss Figur 1 mit offenem Bypass und
Figur 4 eine andere Anordnungsform des Filters mit Bypass.
Die von der nicht dargestellten Farbspritz- und Einbrennkabine kommende Abluft A ist in der Zeichnung (Figur 1 und 3) von links nach rechts strömend dargestellt. Zwischen der Farbspritz- und Einbrennkabine und den in der Zeichnung ersichtlichen Filter ist im Abluftkanal 1 ein Ventilator angeordnet und drückt die Abluft A durch die Filteranlage hindurch. Der eigentliche Filterteil weist ein dreiteiliges Gehäuse 2 auf, welches einen sich erweiternden Einlassraum 3, einen im Querschnitt gleichbleibenden Filterraum 4 und einen auf dem Querschnitt des Abluftrohr 1 sich verengenden Auslassraum 5 umfasst. Ein- und Auslassraum 3, 5 sind als Serviceräume ausgebildet und durch entsprechende Luken mit Deckel 6, 7 für Unterhaltsarbeiten zugänglich.
Der Filterraum 4 wird durch zwei, im Längsschnitt der Verständlichkeit halber weggelassenen, Blechplatten 8 begrenzt.
In der Figur 2 ist die Blechplatte 8, die die Begrenzung zwischen den Filterraum 4 und dem Auslassraum 5 bildet, zu erkennen.
Zentrisch im Filterraum ist ein zylindrischer Bypass 9 angeordnet, der einen konzentrischen Raum zwischen dem Gehäuseteil 4 und seiner Aussenwand freilässt. Dieser konzentrische Freiraum wird durch Trennwände 10 in einzelne Filterkammern 11 unterteilt. Eingangsseitig sind die Filterkammern mit auswechselbaren Sackfiltern 12 versehen, während von der Ausgangsseite Aktivkohlefilter 13 eingeschoben sind. Die Aktivkohlefilter 13 haben die Form von handels üblichen Cartouchen. Diese sind hohlzylindrisch und auf der Eingangsseite verschlossen und auf der Ausgangsseite offen.
Die durch die Sackfilter 12 in die Filterkammern 11 einströmende Abluft A umströmt die Aktivkohlefilter von aussen, durchsetzt die Aktivkohlefilter und verlässt durch dessen Innenraum die Filter in den Auslassraum 5.
Die grosse Aussenfläche der Aktivkohlefilter 13 bewirken eine sehr niedrige Strömungsgeschwindigkeit durch das Filtermaterial, wodurch eine hohe Absorption der Lösungsmittel erfolgen kann. Bei Messungen wurde eine Absorption von ca. 90% aller gelösten Stoffe festgestellt.
Die bereits weiter vorne beschriebenen Serviceluken mit den Deckeln 6 und 7 ermöglichen die erforderlichen Unterhaltsarbeiten. Bei geöffneten Deckeln 6 im Einlassraum 3 lassen sich die Sackfilter 12 leicht auswechseln. Von dieser Seite aus lassen sich auch verschiedene Klappen zur Verwendung des Bypasses 9 bedienen. Der Bypass 9 wird insbesondere während den routinemässigen Reinigungen der Farbspritz- und Einbrennkabinen benötigt. Der während der Reinigung anfallende Anteil an Festteilen ist dann so gross, dass eine Verstopfung der Aktivkohlefilter drohen kann. Auch wird während des Reinigungsvorganges die zu fördernde Abluftmenge erhöht, so dass in den Aktivkohlefiltern 13 eine Durchströmungsgeschwindigkeit auftreten würde, die keine effektvolle Absorption der Lösungsmittelresten zulässt.
Das Absorptionsvermögen sinkt exponentiell zur Erhöhung der Durchströmungsgeschwindigkeit ab, wie die beispielsweise aus dem Datenblatt VE 6-3-1-1282 Kr der Firma DEGUS SA AG hervorgeht. Soll der Bypass 9 verwendet werden, wird im Einlassraum 3 die Klappe 14 des Bypasses 9 geöffnet und die Klappen 15 der Filterkammern 11 geschlossen, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. In Betriebsstellung ist nun der Sackfilter 16 im Bypass 9 in Betrieb.
Die hohlzylindrischen Cartouchen der Aktivkohlefilter (B) lassen sich verschiedenartig einbauen. Je nach dem, ob die geschlossene Seite der Aktivkohlefilter eingangsseitig oder ausgangsseitig liegt, werden die Aktivkohlefilter von aussen nach innen oder von innen nach aussen von der Abluft (A) durchströmt. Wobei die Lösung bei der die Filter von aussen nach innen von der Abluft durchströmt werden zu bevorzugen ist, da so die Strömungsverhältnisse günstiger und die Effizienz der Aktivkohlefilter leicht höher liegt.
Neben der Anordnung gemäss den Figuren 1-3 sind verschiedenste Arten der Gruppierung der Filter und des Bypasses möglich. Rein beispielsweise ist in Figur 4 eine Variante dargestellt, mit einem rechteckigen Querschnitt des Gehäuses 2. Die Aktivkohlefilter 13 sind hier zu zwei Gruppen spiegelsymmetrisch zum Bypass 9 verlaufend angebracht.
Eine solche-Anordnung hat den Vorteil, dass die Umschaltung von einem Betriebszustand in den anderen äusserst einfach realisiert werden kann, ohne dass erst in den Einlassraum eingegriffen werden muss, weil die verschiedenen Klappen durch einfache, von aussen bedienbare Schieber ersetzt werden können. Auch sonst ist der konstruktive Aufbau einfacher. Nachteilig ist lediglich, dass das Volumen des gesamten Filters grösser ist und die Konen des Einlass- und Auslassraumes strömungstechnisch ungünstiger sind.
Neben den dargestellten Lösungen mit Bypass ist es auch denkbar ohne Bypass auszukommen. Der Freiraum des Bypasses kann dann verwendet werden um eine oder mehrere zusätzliche Aktivkohlefilter unterzubringen.
Der Effekt eines Bypasses kann dann auch noch erreicht werden, in dem während der Reinigung der Farbspritz- und Einbrennkabine die Aktivkohlefilter entfernt werden. In Realität dürfte dies jedoch wegen des damit verbundenen Arbeitsaufwandes kaum geschehen.
Die Bedeutung der Serviceluke mit Deckel 7 im Auslassraum 5 ist augenfällig, müssen doch die Aktivkohlefilter von dieser Seite her ausgewechselt werden.
Schliesslich werden nochmals die Vorteile des erfindungsgemässen Filters aufgezählt.
1. Örtlich beliebige Anordnung des Filters im Abstand von der Farbspritz- und Einbrennkabine.
2. Verringerung der Lärmemissionen durch den Ventilator, da der Filter dem Ventilator nachgeschaltet ist.
3. Hohe Effizienz bei geringem Platzbedarf.
4. Schutz der kostspieligen Aktivkohlefilter bei der Reinigung der Kabine bei Verwendung eines Bypasses.
DESCRIPTION
For paint shops, especially those for the car industry, relatively large paint spraying and baking booths are required. Such cabins have to be vacuumed constantly. Both solid parts such as paint particles and solvent vapors are to be filtered out. Appropriate filters for cleaning with regard to paint mist have been known for a long time under the technical name Paint-stop. It is only in our time that the paint-stop filter is followed by pre-filters that, like the paint-stop filters, are installed directly in the cabin. Correctly, stricter regulations are now being issued regarding the permitted emission values of paint spraying and stoving booths.
The latest cabins are equipped with entire filter systems. In addition to the conventional filters, these also have activated carbon filters. Such a system is relatively voluminous, since the activated carbon filter must be well protected against solid particle contamination, because otherwise it will clog in a short time. Depending on the system, the fans required for air circulation can only be connected downstream of the filter system. As a result, the entire noise emission of the fans now reaches the outside through exhaust air ducts.
The activated carbon filters also have properties that make their use more difficult. A minimum of air circulation is required in the paint spraying and stoving booths, but this should be exceeded if possible. This means that you want the linear flow velocity of the air to be as high as possible. However, this contradicts exactly the requirements of the activated carbon filter. The absorption of solvent vapors in activated carbon filters is in fact inversely proportional to the flow rate. As a result, a low flow rate would be desirable. This can only be managed in terms of flow technology.
It is the object of the present invention to provide a solution to the various problems, that is to say space saving, optimal flow conditions and the best possible protection of the activated carbon filter against contamination.
This object is achieved by a filter arrangement which has the features of patent claim 1.
With this arrangement, the activated carbon filters can advantageously be arranged parallel to the longitudinal direction of the exhaust air duct. The exhaust air can then pass through the activated carbon filter transversely and its flow cross-section can be larger than that of the exhaust air duct.
This achieves a space-saving arrangement, with high efficiency with regard to the absorption of solvents by the activated carbon filter.
To clean the paint spraying and stoving booth, the exhaust air can be passed through a bypass if the filter is designed according to claim 3. This allows higher flow rates and protects the relatively expensive activated carbon filters, which are not very effective at the higher flow rates anyway.
Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in simplified form in the drawing and are explained on the basis of the following description.
It shows:
1 shows a filter according to the invention in longitudinal section with a bypass in the closed position;
Figure 2 shows the same filter in cross section along the line II-IlinFigur 1;
3 shows the same view of the filter according to FIG. 1 with the bypass open and
Figure 4 shows another arrangement of the filter with bypass.
The exhaust air A coming from the paint spraying and stoving booth, not shown, is shown flowing from left to right in the drawing (FIGS. 1 and 3). A fan is arranged in the exhaust air duct 1 between the paint spraying and baking booth and the filter shown in the drawing and presses the exhaust air A through the filter system. The actual filter part has a three-part housing 2, which comprises an expanding inlet chamber 3, a filter chamber 4 that has a constant cross section and an outlet chamber 5 that narrows on the cross section of the exhaust pipe 1. Inlet and outlet space 3, 5 are designed as service rooms and are accessible for maintenance work through appropriate hatches with lids 6, 7.
The filter space 4 is delimited by two sheet metal plates 8, which have been omitted in the longitudinal section for the sake of clarity.
The sheet metal plate 8, which forms the boundary between the filter space 4 and the outlet space 5, can be seen in FIG.
A cylindrical bypass 9 is arranged centrally in the filter space and leaves a concentric space between the housing part 4 and its outer wall. This concentric free space is divided into individual filter chambers 11 by partition walls 10. On the input side, the filter chambers are provided with replaceable bag filters 12, while activated carbon filters 13 are inserted from the output side. The activated carbon filters 13 have the form of commercially available cartouches. These are hollow cylindrical and closed on the input side and open on the output side.
The exhaust air A flowing into the filter chambers 11 through the bag filter 12 flows around the activated carbon filter from the outside, passes through the activated carbon filter and leaves the filter through its interior into the outlet space 5.
The large outer surface of the activated carbon filter 13 causes a very low flow rate through the filter material, which means that the solvents can be highly absorbed. An absorption of approx. 90% of all dissolved substances was found during measurements.
The service hatches with covers 6 and 7 already described above enable the necessary maintenance work. With the covers 6 in the inlet space 3 open, the bag filters 12 can be easily replaced. Various flaps for using the bypass 9 can also be operated from this side. The bypass 9 is required in particular during the routine cleaning of the paint spraying and stoving booths. The proportion of solid particles accumulated during cleaning is then so large that the activated carbon filter can become clogged. The amount of exhaust air to be conveyed is also increased during the cleaning process, so that a flow rate would occur in the activated carbon filters 13 which does not allow effective absorption of the solvent residues.
The absorption capacity decreases exponentially to increase the flow rate, as can be seen, for example, from data sheet VE 6-3-1-1282 Kr from DEGUS SA AG. If the bypass 9 is to be used, the flap 14 of the bypass 9 is opened in the inlet space 3 and the flaps 15 of the filter chambers 11 are closed, as shown in FIG. 3. In the operating position, the bag filter 16 in the bypass 9 is now in operation.
The hollow cylindrical cartouches of the activated carbon filters (B) can be installed in different ways. Depending on whether the closed side of the activated carbon filter is on the inlet side or the outlet side, the exhaust air (A) flows through the activated carbon filter from outside to inside or from inside to outside. The solution in which the exhaust air flows through the filter from the outside in is to be preferred, since the flow conditions are more favorable and the efficiency of the activated carbon filter is slightly higher.
In addition to the arrangement according to FIGS. 1-3, various types of grouping of the filters and the bypass are possible. Purely for example, a variant is shown in FIG. 4, with a rectangular cross section of the housing 2. The activated carbon filters 13 are attached here in two groups, mirror-symmetrically to the bypass 9.
Such an arrangement has the advantage that it is extremely easy to switch from one operating state to the other without having to intervene in the inlet space because the various flaps can be replaced by simple sliders that can be operated from the outside. The construction is also simpler otherwise. The only disadvantage is that the volume of the entire filter is larger and the cones of the inlet and outlet space are less flow-wise.
In addition to the solutions shown with bypass, it is also conceivable to do without bypass. The free space of the bypass can then be used to accommodate one or more additional activated carbon filters.
The effect of a bypass can then also be achieved by removing the activated carbon filters during the cleaning of the paint spraying and stoving booth. In reality, however, this is unlikely to happen due to the amount of work involved.
The importance of the service hatch with cover 7 in the outlet space 5 is obvious, since the activated carbon filter must be replaced from this side.
Finally, the advantages of the filter according to the invention are listed again.
1. Any location of the filter at a distance from the paint spraying and stoving booth.
2. Reduction of noise emissions from the fan, since the filter is connected downstream of the fan.
3. High efficiency with a small footprint.
4. Protection of the expensive activated carbon filters when cleaning the cabin when using a bypass.