DE102016002600A1

DE102016002600A1 - Aerosolreinigung und Trennung für Oberflächenbeschichtungen und Fasern

Info

Publication number: DE102016002600A1
Application number: DE102016002600.6A
Authority: DE
Inventors: Gregor Luthe; Ludger Gausling; Fokko Crone; Niels ten Thije
Original assignee: Windplussonne GmbH
Current assignee: Windplussonne GmbH
Priority date: 2016-03-06
Filing date: 2016-03-06
Publication date: 2017-09-07
Also published as: EA201891960A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Aerosolen, insbesondere mittels Kondensation, Aggregieren, Agglomerieren, Zusammenpressen, Abtrennen, Auftrennen, und/oder einer Konzentrationsveränderung von Bestandteilen des Aerosols, bei dem a) das Aerosol in eine Förderrichtung gefördert wird, b) wobei das Aerosol, insbesondere währenddessen, mit einer akustischen Schallwelle so beaufschlagt wird, dass sich im Aerosol enthaltene Flüssigkeiten und/oder Feststoffe mittels einer Kraft der Schallwelle zu einem Druckknoten oder zu einem Druckbauch hin bewegen, und c) wobei ein erster, kondensierte Flüssigkeiten und/oder aggregierte Feststoffe enthaltender Werkstoffteil anschließend vom Aerosol separiert wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung von Akustophorese zum Aggregieren und/oder Kondensieren von Flüssigkeiten und/oder Feststoffen eines Aerosols, insbesondere eines Oberflächenbeschichtungsmaterials und/oder deren Bestandteile. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung zum Reinigen des Aerosols, insbesondere mit dem Verfahren. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Lackierstrasse mit einer solchen Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Aerosolen, insbesondere mittels Aggregieren, Agglomerieren, Zusammenpressen, Abtrennen, Konzentrationsverändern und/oder Auftrennen von Bestandteilen des Aerosols. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens sowie die Verwendung von Akustophorese zum Reinigen der Aerosole.
In der Produktion, beispielsweise in der Lack-, Papier- und Textilindustrie, entstehen Aerosole, die unterschiedlich aufgebaut sein können. Solche Aerosole können aus Partikeln, Fasern, Teilchen, Emulsionen oder Flüssigkeiten in einem Gas gebildet sein. Die Aerosole müssen nach Fraktionen abgetrennt, aufgetrennt, aggregiert, agglomeriert, und/oder verpresst werden, und/oder die Konzentrationen ihrer Bestandteile müssen verändert werden, um ihre wieder verwendbaren Bestandteile und/oder Abfallbestandteile voneinander zu trennen.
Bisher geschieht dies zumeist mittels Filtern oder einem Luftstrudel, beispielsweise einer Vortex, die gefiltert werden kann. Jedoch haben Filter den Nachteil, dass sie verstopfen, so dass sich Stäube, Faseranhäufungen, und/oder Verklebungen bilden, die ihrerseits zu Verunreinigungen führen. Zudem ist die Leistung oder Performance der Filter nie gleich, sondern abhängig vom Status der Beladung des Filters und seiner Eigenschaften.
Filter müssen daher regelmäßig ausgetauscht werden. Ihre Wirksamkeit ist dabei nicht gleichbleibend. Die mit ihnen erzielte Säuberung ist somit variabel. Zudem fallen die Filter als zusätzlicher Abfall an.
Auch werden Wasserwände, Luftzufuhr, Fallwinde, Kartonagen und andere Auffangvorrichtungen zum Auffangen der Aerosole verwendet. Diese führen jedoch zu einer zusätzlichen Erzeugung von Abfall, Verstopfungen der Filter und/oder einer energetisch ungünstigen Abluftreinigung. Außerdem sind sie sehr kostenaufwändig und arbeitsintensiv. Weiterhin behindert ihr Einsatz den kontinuierlichen Betrieb der Anlagen, beispielsweise einer Lackierstrasse.
Die Herstellung von brennbaren Gasen, beispielsweise die Verbrennung und Pyrolyse von organischen Materialien, führt zu Teilchen, Wasser, Pech, Ölen und/oder Wachsen, die gefiltert werden müssen, damit sie nicht in die Umgebung gelangen. Um die entstehenden Gase zu reinigen, werden Kohlefilter und Trocknungsstrassen eingesetzt.
Insgesamt gibt es derzeit kein kostengünstiges Verfahren zur Reinigung und Trennung von Aerosolen, das umweltfreundlich ist, möglichst zu einer Wiederverwertung der im Aerosol vorhandenen Bestandteile und einer gleichbleibenden Qualität der Reinigung führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, dass die oben genannten Nachteile vermeidet, und ein Auftrennen eines Aerosols in seine Bestandteile umweltfreundlich, qualitativ gleichbleibend gut und kostengünstig ermöglicht, sowie eine Vorrichtung dafür.
Dafür wird ein Verfahren zum Reinigen eines Aerosols in seine Bestandteile geschaffen. Das Verfahren sieht vor, dass:

a) Das Aerosol in eine Förderrichtung gefördert wird,
b) wobei es mit zumindest einer akustischen Schallwelle so beaufschlagt wird, dass die festen und/oder flüssigen Bestandteile des Aerosols mittels einer Kraft der Schallwelle zu einem Druckknoten oder zu einem Druckbauch hin bewegt werden, und
c) wobei ein erster Werkstoffteil nach dem Beaufschlagen mit der Schallwelle vom Gas separiert wird.

Ein Reinigen des Aerosols im Sinne der Erfindung umfasst ein Aggregieren, Agglomerieren, Zusammenpressen, Abtrennen, Verändern der Konzentration, und/oder eine Auftrennung des Aerosols. Ein Aerosol umfasst dabei ein Gas sowie eine darin verteilte Flüssigkeit und/oder einen darin verteilten Feststoff. Die Flüssigkeit kann eine reine Flüssigkeit, eine Mischung von Flüssigkeiten, eine Dispersion und/oder eine Emulsion sein. Flüssigkeiten können weiterhin Wasser, Teere, Peche, organische Lösemittel, anorganische Lösemittel, und/oder deren Gemische und Emulsionen sein. Feststoffe können Teilchen, Partikel und Fasern organischen und/oder anorganischer Zusammensetzung oder Bakterien, Viren und Biofilme sein. Die Feststoffe können weiterhin eine Restflüssigkeit enthalten. Aerosole im Sinne der Erfindung entstehen beispielsweise bei der Oberflächenbeschichtung aus Farben, Lacken, Versiegelungen, aus der Papier- und/oder Textilherstellung, und bei ihrer Weiterverarbeitung. Gase können Luft, Stickstoff und/oder weitere Gase sein.
Als ersten Werkstoffteil bezeichnen wir im Folgenden feste und/oder flüssige Bestandteile des Aerosols, insbesondere während und/oder nach dem Reinigungsvorgang (Stadien der Trennung, Aggregierung, Aufkonzentrierung und Agglomerierung). Als zweiten Werkstoffteil bezeichnen wir im Folgenden das vom ersten Werkstoffteil gereinigte Aerosol. Im Folgenden werden daher die Begriffe zweiter Werkstoffteil und Aerosol synonym verwendet.
Im Aerosol können Flüssigkeiten, insbesondere als Tropfen, und/oder Feststoffe, insbesondere Partikel und/oder Fasern, unterschiedlicher Form, Größe und/oder Dichte enthalten sein. Die Größe kann Nanometer, Mikrometer, Millimeter, Zentimeter und/oder Dezimeter groß sein, die Verteilung kann homogen und inhomogen sein. Das flüssige und/oder feste Material des Aerosols kann unterschiedliche Viskositäten und/oder Dichten aufweisen.
Das Beaufschlagen des Aerosols mit der zumindest einer akustischen Schallwelle bewirkt eine kinetische Kraft, durch die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe zum Druckknoten oder zum Druckbauch hin bewegt werden. Dadurch reichern sich die flüssigen und/oder festen Bestandteile des Aerosols in einen Raumbereich um den Druckknoten oder den Druckbauch herum an. Dabei bewegen sich die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe in Abhängigkeit von beispielsweise ihrer Größe, ihrer Dichtigkeit, ihrem Trägheitsmoment und/oder ihrer Kompressibilität zum Druckknoten oder zum Druckbauch hin.
Bevorzugt wird das Aerosol mit einer Vielzahl akustischer Schallwellen beaufschlagt, die räumlich voneinander beabstandet sind. Dadurch erstreckt sich der Raumbereich etwa konzentrisch um eine die Druckknoten oder die Druckbäuche verbindende Linie. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Aerosol mit den akustischen Schallwellen beaufschlagt, während es in Förderrichtung gefördert wird. In dieser Ausführungsform werden die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe in dem Raumbereich angereichert, während sie in Förderrichtung gefördert werden.
Die Schallwellen breiten sich bevorzugt in einem Winkel > 0° zur Förderrichtung aus. Besonders bevorzugt ist der Winkel ein rechter Winkel. Dadurch erstreckt sich die Linie, die Druckknoten oder Druckbäuche verbindet, in Förderrichtung.
Die Schallwellen sind bevorzugt als stehende Wellen ausgebildet. Besonders bevorzugt werden stehende Ultraschallwellen genutzt.
Um bestimmte Flüssigkeiten und/oder Feststoffe des Aerosols von anderen Flüssigkeiten und/oder Feststoffe des Aerosols zu trennen, kann das Verfahren außerdem vorsehen, das Aerosol mit Schallwellen unterschiedlicher Frequenz, Form und/oder Amplitude zu beaufschlagen. Auch bei dieser Ausführungsform sind die Schallwellen bevorzugt räumlich voneinander beabstandet. Prinzipiell kann die Form der Schallwellen beliebig sein, beispielsweise sinusförmig, sägezahnförmig, rechteckförmig oder dreieckförmig.
Um bestimmte Flüssigkeiten und/oder Feststoffe des Aerosols von anderen Flüssigkeiten und/oder Feststoffe des Aerosols zu trennen, ist es auch bevorzugt, Oberwellen der Schallwelle zu nutzten, die mehrere Druckknoten und Druckbäuche aufweisen. Dadurch werden verschiedene Flüssigkeiten und/oder Feststoffe in den verschiedenen Druckknoten und Druckbäuchen in Abhängigkeit von ihrer Dichte und/oder Trägheit aggregiert, konzentriert, verpresst, agglomeriert und/oder vereinigt. So können die im Aerosol enthaltenen Flüssigkeiten und/oder Feststoffe auch voneinander separiert werden.
Solche Teilströme aus verschiedenen Flüssigkeiten und/oder Feststoffe werden weiterhin bevorzugt fokussiert, indem sie mit einer Schallwelle anderer Frequenz, Form und/oder Amplitude, die weniger Druckknoten und Druckbäuche aufweist, beaufschlagt werden. Dadurch werden die Teilströme zusammen geführt.
Es ist weiterhin bevorzugt, Schallwellen zu verwenden, deren Frequenz und/oder Lautstärke außerhalb des Hörbereiches von Menschen und Tieren liegt. Zusätzlich oder alternativ ist dafür es bevorzugt, schallisolierende Mittel, insbesondere active noise cancelling, einzusetzen.
Im Druckbauch der Schallwelle ist der auf die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe wirkende Druck groß. Im Druckknoten ist der auf die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe wirkende Druck hingegen klein. Dadurch werden die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe zum Druckknoten hin ausgetrieben. Zum Einen werden sie im Raumbereich daher vereinigt, getrocknet und verfestigt. Zudem bildet sich um den Raumbereich daher ein Gasfilm, aufgrund dessen das Aerosol mit verhältnismäßig kleinem Rohrdurchmesser transportierbar ist.
Um das Fördern des Aerosols noch zu verbessern, kann das Aerosol zudem vor dem Beaufschlagen mit der Schallwelle in ein Förderfluid, insbesondere in ein Gas, einen Teilchenstrom und/oder einen Faserstrom (sheet layer), eingeleitet werden. Das Förderfluid umgibt das Aerosol und/oder den ersten Werkstofffeil bevorzugt vollumfänglich. Dadurch kann ein Anhaften des Aerosols an einer Behälterinnenwand vermieden, und eine Fördergeschwindigkeit des Aerosols im Behälter erhöht werden. Das Förderfluid bildet zudem eine Phasentrennlinie, an der eine Reaktionsbereitschaft des Aerosols erhöht ist. Dadurch wird gleichzeitig eine Vortrennung des Aerosols erreicht, ein Separieren der Flüssigkeiten und/oder Feststoffe verbessert und/oder ein Separationskeim erzeugt.
Das Verfahren wird bevorzugt solange wiederholt, bis der zweite Werkstoffteil weniger als einen definierten Grenzwert des ersten Werkstoffteils enthält.
Das Beaufschlagen des Aerosols mit den Schallwellen ermöglicht daher nicht nur, die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe zu aggregieren. Sondern mit solchen Schallwellen ist ein gezieltes Trennen bestimmter Flüssigkeiten und/oder Feststoffen vom Aerosol, oder von anderen im Aerosol enthaltenen Flüssigkeiten und/oder Feststoffen möglich. Zudem ermöglicht das Beaufschlagen des Aerosols mit den Schallwellen das Fördern des Aerosols in Förderrichtung.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit der Verwendung von Akustophorese zum Aggregieren von Flüssigkeiten und/oder Feststoffen eines Aerosols. Das Aerosol ist bevorzugt ein Oberflächenbeschichtungsmaterial. Durch die Verwendung von Akustophorese können die im Aerosol vorhandenen Flüssigkeiten und/oder Feststoffe zurück gewonnen und recycelt werden. Dies gilt insbesondere für Aerosole, die Farben, Lacke, Versiegelungsmittel und/oder Fasermaterial enthalten, wie beispielsweise Textil, Papier und/oder deren Komponenten und/oder Bestandteile, insbesondere Additive, Füller, Lösemittel und/oder Pigmente.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung zum Aggregieren von Flüssigkeiten und/der Feststoffen des Aerosols, das umfasst:

– ein Mittel zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols in eine Förderrichtung,
– einen Erreger zum Erzeugen einer akustischen Schallwelle, der zum Beaufschlagen des Aerosols mit der Schallwelle vorgesehen ist, und
– ein Mittel zum Separieren eines ersten, aggregierte und vereinigte Flüssigkeiten und/der Feststoffe enthaltenden Werkstoffteils vom Aerosol.

Mittels einer Kraft der Schallwelle werden die im Aerosol enthaltenen Flüssigkeiten und/der Feststoffen zumindest teilweise zu einem Druckknoten oder zu einem Druckbauch der Schallwelle hin bewegt. Dadurch konzentrieren sie sich in einem Raumbereich um den Druckknoten oder den Druckbauch herum.
Vorzugsweise sind in Förderrichtung eine Vielzahl voneinander beabstandeter, insbesondere räumlich zueinander versetzter, Erreger zum Erzeugen einer akustischen Schallwelle vorgesehen. Dadurch erstreckt sich der Raumbereich konzentrisch um eine die Druckknoten oder die Druckbäuche verbindende Linie. Es ist bevorzugt, dass sich die mit den Mitteln erzeugten akustischen Schallwellen quer zur Förderrichtung ausbreiten. In dieser Ausführungsform erstreckt sich die Linie in Förderrichtung.
Die Schallwelle ist bevorzugt eine stehende Ultraschallwelle. Dafür weist die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung weiterhin bevorzugt jeweils zwei zueinander korrespondierend ausgebildete Erreger zum Erzeugen einer Schallwelle auf. Die zueinander korrespondierenden Mittel sind vorzugsweise zwei piezoelektrische Elemente, Lautsprecher, oder ein piezoelektrisches Element und/oder ein Reflektor.
Vorzugsweise werden als Erreger zum Erzeugen einer Schallwelle Lautsprecher verwendet, die die Schallwelle mittels der piezoelektrischen Elemente erzeugen. Verwendbar sind aber auch Tauchspulen, magnetostatische Lautsprecher, insbesondere Bändchen-, Folien-, Jet-Hochtöner, elektrostatische Lautsprecher, Horntreiber, Biegewellenwandler, Plasmalautsprecher, elektromagnetische Lautsprecher, Exciter oder Ultraschallwandler.
Um mehrere Flüssigkeiten und/der Feststoffe verschiedener Zusammensetzung in verschiedenen Raumbereichen anzureichen, ist es weiterhin bevorzugt, Schallwellen unterschiedlicher Frequenz, Amplitude und/oder Form zu verwenden.
Ebenso bevorzugt wird der Raumbereich oder werden die Raumbereiche gezielt gelenkt, beispielsweise durch Veränderung der Amplitude der Schallwelle und/oder durch Veränderung der Anordnung der Erreger zum Erzeugen der Schallwelle.
Das Mittel zum Separieren des ersten, aggregierte und vereinigte Flüssigkeiten und/der Feststoffe enthaltenden Werkstoffteils des Aerosols umfasst bevorzugt zumindest einen ersten Ablauf für den ersten Werkstoffteil, oder zumindest eine Abfuhr für das Aerosol. Es kann aber auch eine zweite Abfuhr für den jeweils anderen Werkstoffteil aufweisen. Zudem kann es weitere Abfuhren aufweisen, wenn mehrere erste Werkstoffteile verschiedener Bestandteile in verschiedenen Raumbereichen angereichert werden.
Das Mittel zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols umfasst bevorzugt ein Fördermittel. Ein solches Fördermittel ist vorzugsweise eine Pumpe, ein Ventilator, ein Air Multiplier, Diffusor, Deltaflügel Konzentrator, eine Mantelturbine, Injektor, Ventilator auf der Basis des Magnus Effekts, Ringventuri, Venturi, und/oder einen Berwian (Berliner Windkraftanlage). Zum Fördern des Aerosols kann aber auch eine passive oder aktive Konvektion, Effusion, Gravitation oder Diffusion genutzt werden. Weiterhin kann dafür bevorzugt eine modulierte Schallwelle genutzt werden, die sich in Förderrichtung ausbreitet.
Dabei ist es weiterhin bevorzugt, dass das Mittel zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols einen Behälter, insbesondere ein Rohr oder einen Tank, umfasst. Der Behälter kann aus einem beliebigen Werkstoff hergestellt sein. Es ist aber bevorzugt aus einem Metall, einem Kunststoff oder einem Komposit hergestellt. Prinzipiell kann er eine beliebige Form aufweisen.
Neben turbulenten Strömungsverhältnissen des Aerosols im Behälter ist ein laminarer Aerosolstrom bevorzugt, der laminare Grenzschichten ausbildet, und der die Separierung und Aggregierung fördert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Schallwellen als Fördermittel zum Fördern des Aerosols genutzt. Dafür werden die Schallwellen in Förderrichtung nacheinander moduliert, so dass das Aerosol, insbesondere die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe, in Förderrichtung gefördert werden. Weiterhin bevorzugt wird eine akustische Förderschallwelle genutzt, deren Ausbreitungsrichtung die Förderrichtung ist.
Zum Einlassen des Aerosols ist bevorzugt am in Förderrichtung vorderen Ende der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung ein Einlass vorgesehen. Dieser ist besonders bevorzugt im Behälter angeordnet. Das Mittel zum Separieren des ersten Werkstoffteils vom Aerosol ist hingegen bevorzugt in Förderrichtung hinter dem Einlass angeordnet, vorzugsweise am hinteren Ende der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung.
Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die Erreger zum Erzeugen der Schallwelle in einer Erstreckungsrichtung der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung, besonders bevorzugt in einer Erstreckungsrichtung des Mittels zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols, insbesondere des Behälters und/oder des Fördermittels, und/oder des Mittels zum Separieren des ersten Werkstoffteils vom zweiten Werkstoffteil, angeordnet sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung dynamisch mobil angeordnet, so dass sie einem Sprühkopf nachfolgen kann, z. B. in einer Lackierstrasse.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung eine Vielzahl Behälter zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols. Die Vielzahl Behälter sind bevorzugt ineinander angeordnet und/oder ineinander verschachtelt. Sie sind bevorzugt aus verschiedenen Rohren gleicher oder unterschiedlicher Durchmesser gebildet. Vorzugsweise sind eine Vielzahl Rohre von einem Rohr umgeben. In dieser Ausführungsform sind an den Rohren bevorzugt jeweils die Erreger angeordnet. Die Ausführungsform hat den Vorteil, dass in den Rohren eine laminare Strömung vorliegt.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung eingebettet in einen geschlossenen Gasstrom, z. B. einer Umluft im Raum.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung eingebettet in einen Raumübergang, z. B. von innen nach außen. Hierbei ist die Kombination mit einer Wärmerückgewinnung vorteilhaft.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung einen Strahler auf, insbesondere einen UV-, IR oder Mikrowellen-Strahler, und/oder einen hinter und gegenüber dem Strahler angeordneten Reflektor, wobei der Strahler dazu vorgesehen ist, den ersten Werkstoffteil photochemisch anzuregen und/oder zu erwärmen. Dies hat den Vorteil, dass aus einer Flüssigkeit des Aerosols größere, zähere und/oder einfacher zu sammelnde Teilchen geformt werden. Dadurch kann eine Erhärtung des Aerosols beschleunigt. Zudem wird die Agglomeration durch Temperatur chemisch induziert und beschleunigt. Weiterhin werden Bakterien, Biofilme und/oder Viren mit der Strahlung des Strahlers abgetötet. Der Strahler wird in einer Wandung, auf der Wandung, innerhalb oder außerhalb des Behälters befestigt. Um eine Durchstrahlung des Aerosols zu ermöglichen, weist der Behälter gegebenenfalls ein Fenster für den Strahler auf. Dabei ist es bevorzugt, den Strahler vibrationsfrei zu befestigen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung zum Auffangen des aus dem Aerosol abgetrennten ersten Werkstoffteils eine Oberfläche auf, die insbesondere sich erneuernd, strukturiert, glatt oder rau, biozid und/oder absorbierend ausgebildet ist. Der erste Werkstoffteil wird bevorzugt auf die Oberfläche geleitet. Diese kann superhydrophob, superhydrophil, hydrophil, hydrophob und/oder elektrostatisch geladen oder geerdet sein. Sie kann beweglich sein und/oder von einem Förderfluid, bevorzugt Wasser, überspült sein. Es ist bevorzugt, dass die Oberfläche den ersten Werkstoffteil bindet und/oder abführt, um eine Rückmigration in das Aerosol, oder das Entstehen anderer Verunreinigungen, zu vermeiden.
Eine solche Oberfläche ist bevorzugt aus einem Förderband mit einem Abscheider zum Abscheiden des ersten Werkstoffteils, oder einem Feuchtigkeitsfilm gebildet, wobei der abgeschiedene Werkstoffteil oder der mit dem ersten Werkstoffteil zusammengeführte Feuchtigkeitsfilm in einem Werkstoffbehälter oder einem Abfluss abführbar ist.
Eine solche Oberfläche ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform aus einem, insbesondere erneuerbaren und/oder feuchten Folien-, Faser- und/oder Textilfilm gebildet, beispielsweise aus einem Papier, einem Karton oder einer Kunststofffolie. In dieser Ausführungsform ist der Faser- und/oder Textilfilm und/oder Folie entsorgbar.
Anwendungsabhängig ist es weiterhin bevorzugt, dass die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung eine Vorrichtung zum Kühlen oder eine Vorrichtung zum Erwärmen umfasst.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Lackiervorrichtung, insbesondere mit einer Lackierstrasse, mit einer solchen Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung. Mittels der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung sind die in der Lackierstrasse anfallenden Aerosole ohne aufwändige Filter separierbar und entsorgbar.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei weitere Vorteile der Erfindung deutlich werden. Es zeigen:
1 in (a) eine erste Ausführungsform einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung, in (b) ein Schnittbild A-A der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung aus (a), in (c) ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung, und in (d) und (e) jeweils ein weiteres Schnittbild durch die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung aus (a);
2 in (a) und (b) jeweils einen Ausschnitt aus weiteren Ausführungsformen einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung;
3 und 4 jeweils eine weitere Ausführungsform einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung;
5 in (a)–(d) jeweils eine Befestigung eines Mittels zum Erzeugen einer Schallwelle an einer Behälterwand einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung;
6 in (a) und (b) jeweils eine weitere Ausführungsform einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung; und
7 eine weitere Ausführungsform einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung, die in einer Lackierstrasse unterhalb eines Farbsprühers angebracht und mobil verfahrbar ist.
Die 1a zeigt eine erste Ausführungsform einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1. Die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 umfasst als Mittel zur Aufnahme und/oder zum Fördern eines Aerosols 2 einen Behälter 11 (s. 1(d), (e)). Der Behälter 11 erstreckt sich in eine Erstreckungsrichtung 71. Er weist hier einen runden Querschnitt auf und erstreckt sich konzentrisch zu einer Achse 7. Es sind aber auch Behälter 11 mit einem anderen Querschnitt, beispielsweise mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, verwendbar. Der Behälter 11 ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist einen Innenraum 110 (s. 1(b), (c)) auf. Zum Einlassen eines Aerosols 2 weist der Behälter 11 einen Zulauf 111 auf.
Zum Fördern des Aerosols 2 in die Förderrichtung 4 weist das Mittel zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols 2 zudem ein Fördermittel 8 auf. Das Fördermittel 8 ist hier als Pumpe ausgebildet. Das Aerosol 2 wird mittels der Pumpe 8 in einem laminaren Gasstrom (passiv und/oder aktiv) in Förderrichtung 4 durch den Behälter 11 gefördert.
Der Zulauf 111 ist hier in einer Förderrichtung 4 an einem vorderen Ende 102 des Behälters vorgesehen. Es wird in Förderrichtung 4 in den Behälter 11 eingeleitet. Prinzipiell kann er auch an einer Seitenwand 115 des Behälters 11 angeordnet sein, so dass das Aerosol 2 in einem Winkel (nicht bezeichnet) zur Förderrichtung 4 in den Behälter 11 eingeleitet wird.
An einem in Förderrichtung 4 hinteren Ende 101 weist die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 ein Mittel zum Separieren 12 eines ersten Werkstoffteils 21 (s. 1(d), (e)) vom Aerosol 2 auf. Der erste Werkstoffteil 21 ist durch Flüssigkeiten und/oder Feststoffe wie beispielsweise Flüssigkeitstropfen, Partikel und/oder Fasern gebildet. Das Mittel zum Separieren 12 ist durch einen rohrförmigen Behälterabzweig 12 gebildet. Der Behälterabzweig 12 weist eine Abzweigabfuhr 122 für den ersten Werkstoffteil 21 auf. Dieser ist hier lediglich zur Verdeutlichung quer zur Erstreckungsrichtung 71 ausgerichtet.
Am Behälter 11 sind eine Vielzahl Erreger 3 zum Erzeugen einer akustischen Schallwelle 5 (s. 1(b)–(e)) vorgesehen. Die Erreger 3 sind in Erstreckungsrichtung 71 in Reihen (nicht bezeichnet) angeordnet und jeweils um einen Abstand a voneinander beabstandet. Die Reihen sind in einer Umfangsrichtung 74 zur Achse 7 gleichmäßig verteilt angeordnet. Dabei sind die Erreger 3 benachbarter Reihen in Erstreckungsrichtung 3 zueinander versetzt.
Um eine stehende Schallwelle 5, vorzugsweise eine Ultraschallwelle, durch Welleninterferenz zu erzeugen, sind jeweils zwei zueinander korrespondierende Erreger 3 zum Erzeugen einer Schallwelle 5 gleicher Frequenz, Form und Amplitude einander gegenüberliegend angeordnet. Die zueinander korrespondierenden Erreger 3 sind als Lautsprecher ausgebildet und weisen ein piezoelektrisches Element (nicht dargestellt) zum Erzeugen der Schallwelle 5 auf. Alternativ ist es bevorzugt, dass einer der beiden Erreger 3 ein Lautsprecher, und der andere als ein Reflektor ausgebildet sind.
Die 1(b) zeigt ein Schnittbild A-A der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 aus (a). Sichtbar ist der Querschnitt des Behälters 11. Die Erreger 3 sind an einer Behälteroberfläche 113 angeordnet. Sie erzeugen jeweils die Schallwelle 5 gleicher Frequenz, Form und Amplitude. Da jeweils zwei Erreger 3 korrespondierend zueinander ausgebildet und einander gegenüberliegend angeordnet sind, wird die stehende Schallwelle 5 durch Interferenz erzeugt. Die jeweils von zwei einander korrespondierenden Erregern 3 erzeugten stehenden Schallwellen 5 sind hier durch gestrichelte Linien dargestellt. Ihre Form ist nur beispielhaft sinusförmig gewählt.
Die stehenden Schallwellen 5 weisen hier einen Druckknoten 51 mittig des Behälters 11 auf, sowie jeweils an einer Innenfläche 114 des Behälters 11 einen Druckbauch 52. Die Schallwellen 5 schwingen daher in ihrer Grundfrequenz. Es sind auch stehende Wellen 5, die in ihrer Grundfrequenz schwingen, erzeugbar, deren Druckbauch 52 in der Mitte 7 des Behälters 11 angeordnet ist, und deren Druckknoten 51 an der Innenfläche 114 angeordnet sind. Prinzipiell sind auch in Oberschwingungen schwingende Schallwellen 5 nutzbar.
Bei einem Aerosol 2, das den Innenraum 110 des Behälters 11 durchströmt, und dabei mit den stehenden Wellen 5 beaufschlagt wird, werden Flüssigkeiten und Feststoffe 211 (s. 1(d), (e)), die im Aerosol 2 enthalten sind, durch die Schallwellen 5 in den Druckknoten 51 (oder in den Druckbauch 52) bewegt. Dargestellt ist hier beispielhaft ein Aerosol 2, dessen Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 sich dadurch in einem Bereich (nicht bezeichnet) um den Druckknoten 51 herum anreichern. Durch das Anreichern der Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 wird ein im Aerosol 2 enthaltenen, insbesondere gasförmiger zweiter Werkstoffteil 22 (s. 1(b)–(e)) des Aerosols 2 nach außen, also zur Behälterinnenfläche 114 hin gedrückt. Entlang des sich konzentrisch um die Achse 7 erstreckenden Bereiches konzentrieren sich daher die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211. Das verbleibende Aerosol 2, im Folgenden auch zweiter Werkstoffteil 22 genannt, enthält entsprechend weniger Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211.
Es sind hier prinzipiell auch Schallwellen 5 verwendbar, mit denen die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 des Aerosols 2 nach innen gedrückt wird, so dass sich die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 zur Behälterinnenfläche 114 hin bewegen.
Der Bereich, entlang dem sich der erste Werkstoffteil 21 anreichert, erstreckt sich etwa konzentrisch um eine die Druckknoten 51 verbindende Linie 77. Da das Aerosol 2 in Förderrichtung 4 gefördert wird, während es mit der Schallwelle 5 beaufschlagt wird, wird der erste Werkstoffteil 21 in Förderrichtung 4 gefördert. Zudem breiten sich die Schallwellen 5 im rechten Winkel 53 zur Förderrichtung 4 aus. Dadurch erstreckt sich die Linie 77 in Förderrichtung 4.
Im Gegensatz zur Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 aus 1(a) und (b), bei der Erreger 3 in Umfangsrichtung 74 verteilt um den Behälter 11 angeordnet sind, weist die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 mit dem Querschnitt der 1(c) nur zwei einander gegenüberliegende Reihen mit zueinander korrespondierenden Erregern 3 zum Erzeugen der Schallwellen 5 auf.
1(d) zeigt ein Schnittbild der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 aus (a), wobei diese um einen rechten Drehwinkel um die Achse 7 gedreht dargestellt ist. Schematisch ist das Anreichern der Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 in dem Bereich um die Achse 7 dargestellt. Das Aerosol 2 wird in die Förderrichtung 4 durch den Behälter 11 gefördert. Das Aerosol 2 wird dabei mit den stehenden Wellen 5 beaufschlagt. Sichtbar ist, dass sich die stehenden Wellen 5 in einer Ausbreitungsrichtung 54 quer zur Förderrichtung 4 ausbreiten.
Mit der Kraft der Schallwellen 5 werden die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 durch das Beaufschlagen mit den Schallwellen 5 zum Druckknoten 51 bewegt und reichern sich dort an. Durch das Anreichern der Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 wird der zweite Werkstoffteil 22 nach außen, also zur Behälterinnenfläche 114 hin, gedrückt. In dem Bereich konzentrisch um die Linie 77 entsteht der erste Werkstoffteil 21 mit den angereicherten, aggregierten und/oder konzentrierten Flüssigkeiten und/oder Feststoffen 211. Da der Behälter 11 einen kreisrunden Querschnitt aufweist und die Erreger 3 konzentrisch um die Achse 7 angeordnet sind, erstreckt sich die die Druckknoten 51 verbindende Linie 77 entlang der Achse 7.
Zum Separieren des ersten Werkstoffteils 21 vom Aerosol 2 reicht der Behälterabzweig 12 in den Behälter 11 hinein. Er erstreckt sich konzentrisch zur Achse 7. Der Behälterabzweig 12 weist einen Abzweigzulauf 121 auf, der mittig des Behälters 11 angeordnet ist. Ein Durchmesser (nicht bezeichnet) des Behälterabzweigs 12 ist ausreichend groß gewählt, so dass der erste Werkstoffteil 21 durch den Abzweigzulauf 121 vom Behälterabzweig 12 aufgenommen wird.
Auch am Behälterabzweig 12 sind Erreger 3 vorgesehen. Diese sind hier in der den Behälterabzweig 12 begrenzenden Wand 115 angeordnet. Dadurch werden die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 noch weiter in den Druckknoten 51 hinein und der zweite Werkstoffteil 22 nach außen gedrückt. Es entsteht ein Gleitfilm 23, der durch den zweiten Werkstoffteil 22 gebildet sein kann, durch den der erste Werkstoffteil 21 durch den Behälterabzweig 12 gefördert werden kann, ohne dass dieser verstopft oder verschmutzt.
Bei der Ausführungsform der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 der 1(e) werden mit den an der Behälteroberfläche 113 angeordneten Erregern 3 Schallwellen 5 erzeugt, deren Druckknoten 51 an der Innenfläche 114 des Behälters 11, und deren Druckbauch 52 mittig des Behälters 11 angeordnet sind. Dadurch wird der erste Werkstoffteil 21 nach außen zur Behälterinnenfläche 114 hin gedrückt. Der im Aerosol 2 enthaltene zweite Werkstoffteil 22 wird in die Mitte 7 gedrückt. In der Mitte 7 verbleibt daher ein Aerosol 2 mit einem um den ersten Werkstoffteil 21 verringerten Anteil Flüssigkeiten und/oder Feststoffen 211. Dieses wird mit dem Behälterabzweig 12 hier daher mittig des Behälters 11 abgeschöpft. Daher sind im oder am Behälterabzweig 12 keine weiteren Erreger 3 vorgesehen.
Um das Aerosol 2 ohne ein Verstopfen oder Verschmutzen des Behälters 11 fördern zu können, kann es vorab in ein Förderfluid 24 eingeleitet werden. Als Förderfluid 24 eignet sich je nach Aerosol 2 beispielsweise ein Gas wie Luft, eine Flüssigkeit wie Wasser, oder Feststoffe wie Partikel. Jedoch werden Förderfluide, die nicht gasförmig sind, wie der erste Werkstoffteil 21 aggregiert und mit diesem vereinigt. Diese können auch als Keim zum verbesserten Aggregieren, Konzentration, Verfestigung und/oder Bildung des ersten Werkstoffteils 21 beitragen.
Ein Einleiten des Aerosols 2 in das Förderfluid 24 zeigt 2(a) schematisch. Der Behälter 11 wird in Förderrichtung 4 vom Förderfluid 24 durchströmt. Das Aerosol 2 wird durch einen Einfüllstutzen 116 mittig in den Behälter 11 eingeleitet. Dadurch umgibt das Förderfluid 24 das Aerosol 2.
Bei der Ausführungsform der 2(b) ist als Mittel zum Separieren lediglich der Abzweigablauf 122 vorgesehen. Die Erreger 3 sind so positioniert, dass die mit ihnen erzeugten stehenden Schallwellen 5 einen Druckknoten 51 aufweisen, der in einer Raumrichtung 72 quer zur Förderrichtung 4 unterhalb des Abzweigablaufs 122 angeordnet sind. Die Linie 77, um die herum sich der erste Werkstoffteil 21 anreichert, liegt daher unterhalb des Abzweigablaufs 122. Dadurch wird hier durch den Abzweigablauf 122 das Aerosol 2 abgeführt.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1. Als Behälter 11 ist ein Tank vorgesehen, mit einer Behälterzufuhr 111 am vorderen Ende 101 der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 und einer Behälterabfuhr 112 am hinteren Ende 102 der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1. Die Behälterzufuhr 111 und die Behälterabfuhr 112 sind etwa auf derselben Höhe H des Tankes 11 angeordnet.
In einer Erstreckungsrichtung 71 des Tankes 11 sind voneinander beabstandet Erreger 3 angeordnet. Die Erreger 3 sind reihenweise in einer zweiten Raumrichtung 72 quer zur Erstreckungsrichtung 71 unterhalb und oberhalb des Tankes 11 angeordnet. Jeweils ein Erreger 3, 31 oberhalb des Tankes 11 und ein Erreger 3, 32 unterhalb des Tankes 11 sind zueinander korrespondierend ausgebildet und erzeugen eine stehende Schallwelle 5. Die Schallwellen 5 breiten sich im Tank 11 aus und weisen einen Druckbauch 52 auf, der sich entlang der Linie 77 erstreckt. Die Linie 77 ist in der zweiten Raumrichtung 72 unterhalb der Höhe H der Behälterzufuhr 111 und der Behälterabfuhr 112 angeordnet.
Die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 des in den Tank 11 geförderten Aerosols 22 werden mittels der Kraft der Schallwellen 5 zu den Druckknoten 51 bewegt. Da die Druckknoten 51 der in der zweiten Raumrichtung 72 oberhalb der Linie 77 angeordneten Erreger 3 außerhalb des Aerosols 2 positioniert sind, reichern sich die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 hier am Boden 117 des Tankes 11 an und bildet den ersten Werkstoffteil 21.
Als Mittel zum Separieren 12 ist ein Abzweigablauf 122 bodennah angeordnet, durch den der erste Werkstoffteil 21 in Förderrichtung 4 aus dem Tank 11 gefördert wird. Mit einem Hilfsstoff wie einem Förderfluid kann dieser besonders gut herausgespült werden. Der zweite Werkstoffteil 22 wird durch die in der Höhe H angeordnete Behälterabfuhr 112 abgeführt.
Bei der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung der 4 ist als Behälter 11 ebenfalls ein, insbesondere geschlossener, Tank vorgesehen. Jedoch wird der mit der Schallwelle 5 verdichtete erste Werkstoffteil 21 hier mittels eines Förderbandes 8 gefördert. Das Förderband 8 taucht dafür mit einem unteren Rücklaufende 85 in den Tank 11 und das Aerosol 2 ein. Es weist eine Förderbandfläche 81 auf, die eine Neigung 82 zur Horizontalen (nicht bezeichnet) aufweist. An einer Förderseite 83 des Förderbandes 8 wird die Förderbandfläche 81 in eine Förderrichtung 4 transportiert.
Die Erreger 3 sind reihenweise unterhalb und oberhalb der Förderbandfläche 81 angeordnet. Jeweils ein Erreger 3, 31 unterhalb und ein Erreger 3, 32 oberhalb der Förderbandfläche 81 wirken korrespondierend zueinander und erzeugen eine stehende Schallwelle 5.
Die Erreger 3 sind so platziert, dass sich ein Druckknoten 51 an der Förderbandfläche 81 bildet. Zu diesem Druckknoten 51 werden die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 bewegt. Der erste Werkstoffteil 21 reichert sich daher an der Förderbandfläche 81 an. Er wird an einem oberen Rücklaufende 84 des Förderbandes 8 in einen Auffangbehälter 13 fallen gelassen. Das Förderband 8 wird hier daher auch als Mittel 12 zum Separieren des ersten Werkstoffteils 21 vom Aerosol 2 genutzt.
Der erste und/oder zweite Werkstoffteil 21, 22 kann auch seitlich oder mittig des Förderbandes 8 abfließen und/oder teilweise verdampft werden. Dafür ist ein Rücklauf 9 vorgesehen, an dem diese kondensieren. Der Rücklauf 9 ist schräg zur Horizontalen angeordnet, so dass ein flüssiger Anteil der Werkstoffteile 21, 22 in einen separaten Tank 14 zurück geleitet wird.
Die 5(a)–(d) zeigen beispielhaft und schematisch die Befestigung von Erregern 3 zum Erzeugen einer Schallwelle 5 an einer Behälterwand 115. In den 5(a) und (b) weisen die Behälterwände eine Ausnehmung 119 auf.
In 5(a) ist der Erreger 3 an der Oberfläche 113 der Behälterwand 115 fluchtend zur Ausnehmung 119 mittels einer Halteplatte 118 befestigt. Diese ist mit Befestigungsmitteln 91 wie beispielsweise Nieten oder Schrauben in der Behälterwand 115 festgelegt. Die Halteplatte 118 weist eine Aufnahme (nicht bezeichnet) für den Erreger 3 auf, die diesen umgibt. Sie ist elastisch ausgebildet, um die Ausnehmung 119 außenseitig abzudichten.
In 5(b) ist der Erreger 3 in der Ausnehmung 119 angeordnet. Dafür sind mehrere Halteplatten 118 vorgesehen, die an der Innenfläche 114 und an der Oberfläche 113 der Behälterwand 115 angeordnet sind. Auch hier sind die Halteplatten 118 elastisch ausgebildet, um den Behälter 11 abzudichten. Zur Befestigung der Halteplatten 118 sind hier als Befestigungsmittel 91 Schrauben mit Muttern 92 vorgesehen.
Die Befestigung des Erregers 3 in 5(c) entspricht der in 5(a), wobei jedoch keine Ausnehmung in der Behälterwand vorgesehen ist. Stattdessen ist der Erreger flächig an der Oberfläche angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass er nicht mit dem Flüssigwerkstoff 2 in Berührung kommt.
In 5(d) ist der Erreger 3 an der Innenfläche 113 der Behälterwand 115 flächig angeordnet. Es sind ebenfalls Halteplatten 118 vorgesehen, die den Erreger 3 an der Behälterwand 115 halten. Auch hier sind zur Befestigung Nieten 91 vorgesehen.
Die Erreger 3 können aber auch an die Behälterwand 115, insbesondere an ihre Oberfläche 113, geklebt, genietet oder geheftet werden. Es ist weiterhin möglich, die Erreger 3 in den Behälterinnenraum 110 einzuhängen.
6 zeigt zwei weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtungen 1. Diese werden hier zunächst anhand der Ausführungsform der 6(a) beschrieben.
Die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 der 6(a) weist als Behälter 11 zum Transportieren des Aerosols 2 ein Innenrohr 11 auf. Zudem weist sie ein Außenrohr als Auffangbehälter 13 auf. Das Innenrohr 11 weist eine Vielzahl Austrittsöffnungen als Abzweigabfuhr 122 auf, die zum Ableiten des zweiten Werkstoffteils 22 vorgesehen sind. Im Folgenden werden die Begriffe Behälter 11 und Innenrohr, Auffangbehälter 13 und Außenrohr, sowie Austrittsöffnung und Abzweigabfuhr 122 synonym verwendet.
Das Aerosol 2 wird am vorderen Ende 101 in das Innenrohr 11 eingeleitet.
Die Erreger 3 sind am Innenrohr 11 angeordnet. Sie beaufschlagen das Aerosol 2 mit den akustischen Schallwellen 5. Dadurch werden die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 mittels der Kraft der Schallwellen 5 zu den Druckknoten 51 oder den Druckbäuchen 52 hin bewegt. Dabei wird der sie umgebende zweite Werkstoffteil 22 in das Aerosol 2 hinein verdrängt.
Die akustischen Schallwellen 5 sind hier so vorgesehen, dass sich die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 in die Innenrohrmitte 7 hinein bewegen. Dafür werden hier als akustische Schallwellen 5 verschiedene Oberwellen genutzt. Die Anzahl der Druckknoten 51 und Druckbäuche 52 der Oberwellen verringert sich aber in Förderrichtung 4. Dadurch werden die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 mit den Oberwellen in die Innenrohrmitte 7 hinein fokussiert.
Der erste, aggregierte Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 enthaltende Werkstoffteil 21 wird daher weiterhin durch das Innenrohr 11 gefördert. Der zweite Werkstoffteil 22 kann hingegen durch die Austrittsöffnungen 122 in das Außenrohr 13 abgeleitet werden.
Das Innenrohr 11 verjüngt sich in Förderrichtung 4. Ein Außendurchmesser (nicht bezeichnet) des Außenrohres 13 ist hingegen konstant. Dadurch bleibt der Gesamtquerschnitt, in dem das Aerosol 2 transportiert wird, erhalten. Es ist aber auch die Verwendung eines Innenrohrs 11 mit gleichbleibendem Durchmesser d1 bevorzugt. Diese zeigt 6(b).
Um den Transport des ersten Werkstoffteils 21 und/oder des zweiten Werkstoffteils 22 zu verbessern und/oder eine Phasentrennlinie zu schaffen, kann zudem im Innenrohr 11 und/oder im Außenrohr 13 ein Förderfluid 24 verwendet werden.
7 zeigt ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1. Dargestellt ist hier eine Lackierstrasse.
Die Lackierstrasse weist ein Bodengitter 181 und ein Deckengitter 182 auf, durch die ein Luftstrom 24 geleitet wird. Ein Lackierroboter 17 ist oberhalb des Bodengitters 181 angeordnet. Ein Werkstück 16 ist auf einem Förderband 19 angeordnet. Es ist hier daher mit dem Förderband 19 verfahrbar. Die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 ist unterhalb des Bodengitters 181 angeordnet. Ein Aerosol 2 wird vom Lackierroboter 17 auf das Werkstück 16 aufgesprüht.
Nicht am Werkstück 16 anhaftendes Aerosol 2 wird in die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 geleitet. Dafür ist diese, insbesondere zeitverzögert und raumversetzt, mobil in verschiedene Raumrichtungen 71–73 verfahrbar positioniert.
Das Aerosol 2 wird dann in Förderrichtung 4 durch den Behälter 11 gefördert. Die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211, das sind hier Oberflächenbeschichtungsmittel, werden dabei mit den stehenden Wellen 5 beaufschlagt. Um die Umgebungsluft ständig zu erneuern, fällt der Luftstrom 24 durch das Deckengitter 8 und das Bodengitter 8 ab.
Die Flüssigkeiten und/oder Feststoffe 211 werden durch die Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung 1 von dem zweiten Werkstoffteil 22 separiert. Vorzugsweise werden sie mit der Behälterabfuhr 122 in einen Abfallbehälter oder eine Abfluss (nicht bezeichnet) geleitet.
Bezugszeichenliste

1: Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung
10: Lackierstrasse
101: Vorderes Ende
102: Hinteres Ende
11: Behälter zur Aufnahme des Flüssigwerkstoffs, Rohr, Tank
110: Behälterinnenraum
111: Behälterzulauf
112: Behälterablauf
113: Oberfläche
114: Innenfläche
115: Wand
116: Einfüllstutzen
117: Boden
118: Halteplatte
119: Ausnehmung
12: Mittel zum Separieren
121: Abzweigzulauf
122: Abzweigablauf
13: Auffangbehälter
14: Auffangbehälter für Flüssigkeiten und/oder Feststoffe
15: Strahler und Reflektor (UV, IR, Mikrowelle)
16: Werkstück
17: Roboter, Sprüher, Farbauftrag
181: Bodengitter
182: Deckengitter
19: Förderband, Fließband
2: Aerosol
21: Erster, aggregierte Flüssigkeiten und/oder Feststoffe enthaltender Werkstoffteil
211: Flüssigkeiten und/oder Feststoffe
22: Zweiter Werkstoffteil
23: Gleitfilm
24: Förderfluid, Sheet layer
3: Erreger zum Erzeugen einer Schallwelle
31, 32: Erstes, zweites Erreger zum Erzeugen einer stehenden Welle
4: Förderrichtung des Flüssigwerkstoffs
5: Akustische Schallwelle, stehende Welle
51: Druckknoten
52: Druckbauch
53: Winkel
54: Ausbreitungsrichtung
7: Achse, Behältermitte
71, 72, 73: Erste – dritte Raumrichtung
74: Umfangsrichtung
77: Linie
8: Fördermittel, Pumpe, Förderband
81: Förderbandfläche
82: Neigung
83: Förderseite
84: Oberes Umlaufende
85: Unteres Umlaufende
9: Rücklaufboden
91: Befestigungsmittel, Schraube, Niete
92: Mutter
a: Abstand
d1: Durchmesser des Förderraums
H: Höhe

Claims

Verfahren zum Reinigen von Aerosolen, insbesondere mittels Kondensation, Aggregieren, Agglomerieren, Zusammenpressen, Abtrennen, Auftrennen, und/oder einer Konzentrationsveränderung von Bestandteilen des Aerosols, bei dem a) das Aerosol (2) in eine Förderrichtung (4) gefördert wird, b) wobei das Aerosol (2), insbesondere währenddessen, mit einer akustischen Schallwelle (5) so beaufschlagt wird, dass sich im Aerosol (2) enthaltene Flüssigkeiten und/oder Feststoffe (211) mittels einer Kraft der Schallwelle (5) zu einem Druckknoten (51) oder zu einem Druckbauch (52) hin bewegen, und c) wobei ein erster, kondensierte Flüssigkeiten und/oder aggregierte Feststoffe (211) enthaltender Werkstoffteil (21) anschließend vom Aerosol (2) separiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schallwelle (5) quer zu einer Förderrichtung (4) des Aerosols (2) ausbreitet.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aerosol (2) mit einer Vielzahl räumlich voneinander beabstandeter und/oder zueinander versetzter Schallwellen (5), insbesondere unterschiedlicher Frequenz, Form und/oder Amplitude, beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aerosol (2) vor, während und/oder nach dem Beaufschlagen mit der Schallwelle (5) in ein Förderfluid (24) eingeleitet wird, wobei das Förderfluid insbesondere ein Gas, eine Flüssigkeit und/oder ein zweites Aerosol ist.
Verwendung von Akustophorese zum Aggregieren und/oder Kondensieren von Flüssigkeiten und/oder Feststoffen (211) eines Aerosols (2), insbesondere eines Oberflächenbeschichtungsmaterials und/oder deren Bestandteile, eines Papiers, eines Textils, eines Abgases oder eines ungereinigten Gases.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) zum Reinigen eines Aerosols (2), insbesondere mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, die umfasst: – ein Mittel zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols (2) in eine Förderrichtung (4), – einen Erreger (3) zum Erzeugen einer akustischen Schallwelle (5), das zum Beaufschlagen des Aerosols (2) mit der Schallwelle (5) vorgesehen ist, und – ein Mittel (12) zum Separieren eines ersten, kondensierte Flüssigkeiten und/oder aggregierte Feststoffe (211) enthaltenden Werkstoffteils (21) vom Aerosol (2).
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallwelle (5) eine stehende Ultraschallwelle ist.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausbreitungsrichtung (54) der Schallwelle (5) in einem Winkel > 0° (53) zur Förderrichtung (4) des Aerosols (2) vorgesehen ist, insbesondere in einem rechten Winkel.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols (2) ein Fördermittel (8), insbesondere eine Pumpe (1), sowie einen Behälter (11), insbesondere ein Rohr oder einen Tank, umfasst.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–9, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zulauf (111) zum Einlassen des Aerosols (2) in den Behälter (11) umfasst, der an einem in Förderrichtung (4) vorderen Ende (102) der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) angeordnet ist.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (12) zum Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung des ersten Werkstoffteils (21) vom Aerosol (2) in Förderrichtung (4) hinter dem Zulauf (111), insbesondere an einem in Förderrichtung (4) hinteren Ende (102) der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1), angeordnet ist.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (12) zum Separieren des ersten Werkstoffteils (21) vom Aerosol (2) zumindest eine Abzweigabfuhr (122) umfasst.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vielzahl Erreger (3) zum Erzeugen einer Schallwelle (5) umfasst, die voneinander beabstandet und/oder räumlich zueinander versetzt angeordnet sind.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erreger (3) zum Erzeugen der Schallwelle (5) in einer Erstreckungsrichtung (71) der Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1), insbesondere am, im oder nahe dem Mittel zur Aufnahme und/oder zum Fördern des Aerosols (2) und/oder dem Mittel (12) zum Separieren angeordnet sind.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen einer stehenden Schallwelle (5) jeweils zwei zueinander korrespondierend ausgebildete Erreger (3) zum Erzeugen der Schallwelle (5) vorgesehen sind.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–15, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einen geschlossen Gaskreislauf integriert ist, oder dass sie in einem Raumübergang angeordnet ist, und insbesondere kombiniert mit einer Wärmerückgewinnung.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–16, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Strahler zum Bestrahlen des ersten, kondensierte Flüssigkeiten und/oder aggregierte Feststoffe (211) enthaltenden Werkstoffteil (21) des Aerosols (2) aufweist, insbesondere einen UV-, IR- und/oder Mikrowellen-Strahler.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–17, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Auffangen des aus dem Aerosol (2) abgetrennten ersten Werkstoffteils (21) eine Oberfläche auf, die insbesondere sich erneuernd, strukturiert, glatt oder rau, biozid und/oder absorbierend ausgebildet ist.
Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6–18, dadurch gekennzeichnet, dass sie mobil in mindestens eine Fahrrichtung verfahrbar positioniert ist.
Lackiervorrichtung mit einer Kondensier- und/oder Aggregiervorrichtung nach einem der Ansprüche 6–19.