DE102022212614A1

DE102022212614A1 - Integrationskammer zum mischen von kabinen-abgas und ofen-abgas und voc-entfernungssystem, welches dieselbe verwendet

Info

Publication number: DE102022212614A1
Application number: DE102022212614.9A
Authority: DE
Inventors: Sungyub Na; Wootae Lim; Kwangshin Hwang; Sangkun Han; Leerang Kim; Hami Lee
Original assignee: SANG WON MACHINERY CO Ltd; Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: SANG WON MACHINERY CO Ltd; Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2022-04-06
Filing date: 2022-11-25
Publication date: 2023-10-12
Also published as: KR20230143848A; CN116889947A; US20230324120A1

Abstract

VOC-Entfernungssystem zum Entfernen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), welche während eines Lackierprozesses einer Fahrzeugkarosserie erzeugt werden, mit einer Farbspritzkabine, in welcher Farbe auf die Fahrzeugkarosserie aufgetragen wird, einem Lackeinbrennofen um die Farbe auf der Fahrzeugkarosserie, welche mit der Farbe in der Farbspritzkabine aufgetragen wurde, zu fixieren, einer Integrationskammer zur Aufnahme von Kabinen-Abgas von der Farbspritzkabine durch eine Kabinengas-Zufuhrleitung, eine Integrationskammer zur Aufnahme von Ofen-Abgas aus dem Lackeinbrennofen durch eine Ofengas-Zufuhrleitung und zur Bildung eines Gasgemisches durch Mischen des aufgenommenen Kabinen-Abgases und des aufgenommenen Ofen-Abgases, einen VOC-Konzentrator zur Bildung eines Prozessgases durch Konzentrieren des von der Integrationskammer zugeführten Gasgemisches, um eine VOC-Konzentration zu erhöhen, und eine VOC-Entfernungsvorrichtung zur Entfernung von VOC aus dem von dem VOC-Konzentrator zugeführten Prozessgas.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Integrationskammer zum Mischen eines Kabinen-Abgases und eines Ofen-Abgases sowie ein VOC-Entfernungssystem, welches dieselbe verwendet.
HINTERGRUND
Im Allgemeinen wird eine Fahrzeugkarosserie bei der Herstellung des Fahrzeugs einem Lackierverfahren unterzogen. Für das Lackierverfahren sind eine Farbspritzkabine zum Auftragen einer Farbe auf die Fahrzeugkarosserie und ein Lackeinbrennofen zum Fixieren des lackierten Materials auf der Fahrzeugkarosserie vorgesehen.
Bei der Verarbeitung in der Farbspritzkabine und im Lackeinbrennofen können große Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (nachfolgend als „VOC“ bezeichnet) entstehen. Um zu verhindern, dass diese VOCs nach außen emittiert werden, ist in der Lackieranlage eine VOC-Entfernungsvorrichtung zur Behandlung der im Lackierprozess erzeugten VOCs vorgesehen, und die VOC-Entfernungsvorrichtung ist so ausgebildet, dass sie VOCs aus dem von der Farbspritzkabine und dem Lackeinbrennofen abgegebenen Abgas entfernt.
Da das aus der Farbspritzkabine und dem Lackeinbrennofen austretende Abgas sehr groß ist, muss der Betrieb der VOC-Entfernungsvorrichtung möglicherweise unter Berücksichtigung der großen Abgasmenge durchgeführt werden.
Wenn in diesem Fall ein VOC-Konzentrator zur Erhöhung der VOC-Konzentration des Abgases an einer stromaufwärts gelegenen Seite der VOC-Entfernungsvorrichtung vorgesehen ist, um das von der Farbspritzkabine und dem Lackeinbrennofen abgegebene Abgas so zu konzentrieren, dass die Menge des in die VOC-Entfernungsvorrichtung strömenden Prozessgases reduziert wird, kann die Verarbeitungseffizienz der VOC-Entfernungsvorrichtung verbessert und die Menge der für die VOC-Verarbeitung verbrauchten Energie reduziert werden. Wenn die VOC-Entfernungsvorrichtung beispielsweise eine regenerative thermische Oxidationsanlage (im Folgenden als RTO'' bezeichnet) umfasst, wird Wärme zugeführt, um die flüchtigen organischen Verbindungen zu oxidieren (zum Beispiel zu verbrennen). Wenn also die Menge des Prozessgases der VOC-Entfernungsvorrichtung reduziert wird, verringert sich die für die Verarbeitung erforderliche Energiemenge entsprechend.
In der Zwischenzeit ist der VOC-Konzentrator im Allgemeinen mit einem Absorptions-/Desorptionselement wie Zeolith ausgestattet und kann die VOC des Abgases durch Nutzung der VOC-Adsorptions-/Desorptionseigenschaften entsprechend der Temperatur des Adsorptions-/Desorptionselements konzentrieren.
Im Allgemeinen ist das Adsorptions-/Desorptionselement im VOC-Konzentrator jedoch temperaturempfindlich, und der Temperaturbereich des eingeleiteten Gases ist begrenzt.
Daher werden die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) üblicherweise in getrennten Leitungen aus dem Abgas der Farbspritzkabine und des Lackeinbrennofens entfernt. Beispielsweise werden eine VOC-Entfernungsvorrichtung für die Farbspritzkabine und eine VOC-Entfernungsvorrichtung für den Lackeinbrennofen getrennt betrieben, oder der VOC-Konzentrator wird nur für das aus der Farbspritzkabine abgeleitete Abgas eingesetzt.
Die in diesem Abschnitt „Hintergrund“ offengelegten Informationen, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Durchschnittsfachmann bereits bekannt ist.
FAZIT
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Integrationskammer bereit, welche dazu eingerichtet ist, ein Kabinen-Abgas und ein Ofen-Abgas in einer Integrationskammer zu mischen, sowie ein VOC-Entfernungssystem, welches dieselbe verwendet.
Eine beispielhafte Integrationskammer kann in einem VOC-Entfernungssystem zur Entfernung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) verwendet werden, die bei einem Lackierprozess einer Fahrzeugkarosserie entstehen. Die Integrationskammer umfasst: eine Kabinengas-Zufuhrleitung, in welche ein Kabinen-Abgas aus einer Farbspritzkabine strömt, eine Ofengas-Zufuhrleitung, in welche ein Ofen-Abgas aus einem Lackeinbrennofen strömt, einen Mischabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, ein Gasgemisch durch Mischen des Kabinen-Abgases und des Ofen-Abgases zu bilden, einen Trennabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, einen verflüssigten VOC aus dem Gasgemisch abzutrennen, welches den Mischabschnitt durchströmt hat, und einen Filterabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, einen Fremdstoff aus dem Gasgemisch zu filtern, welches den Trennabschnitt durchströmt hat.
Die Ofengas-Zufuhrleitung kann mit dem Inneren der Kabinengas-Zufuhrleitung verbunden werden, um eine integrierte Leitung zu bilden. Die integrierte Leitung kann an einer stromaufwärts gelegenen Seite des Mischabschnitts gebildet werden, so dass die Kabinengas-Zufuhrleitung die Ofengas-Zufuhrleitung umgibt.
Die integrierte Leitung kann mit dem Mischabschnitt an einer oberen Fläche oder einer Seitenfläche des Mischabschnitts verbunden sein.
Der Mischabschnitt kann einen Wirbelgenerator umfassen, der an einem Ende der integrierten Leitung ausgebildet ist.
Der Trennabschnitt kann einen Ablassabschnitt umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, die verflüssigten VOC abzulassen.
Der Trennabschnitt kann eine vertikale Platte umfassen, welche dazu eingerichtet ist, die verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen daran zu hindern, zum Filterabschnitt zu gelangen.
Die vertikale Platte kann so gebildet werden, dass ein oberes Ende zu einer stromaufwärts gelegenen Seite geneigt ist.
Der Trennabschnitt kann eine Vorkammer umfassen, in welcher sich das Gasgemisch vertikal bewegt, und eine Hauptkammer, durch welche das Gasgemisch horizontal an einer stromabwärts gelegenen Seite der Vorkammer hindurchgeht, wobei die Vorkammer eine horizontale Platte umfassen kann, die horizontal in der Vorkammer ausgebildet ist, und die vertikale Platte vertikal in der Hauptkammer ausgebildet ist.
Der Filterabschnitt kann eine Mehrzahl von Filtern umfassen, welche in Strömungsrichtung des Gasgemisches hintereinander angeordnet sind.
Ein beispielhaftes VOC-Entfernungssystem ist für die Entfernung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) gedacht, welche während eines Lackierprozesses einer Fahrzeugkarosserie entstehen. Das VOC-Entfernungssystem umfasst eine Farbspritzkabine, in welcher Farbe auf die Fahrzeugkarosserie aufgetragen wird, einen Lackeinbrennofen, welcher dazu eingerichtet ist, die mit der Farbe in der Farbspritzkabine aufgetragene Farbe auf der Fahrzeugkarosserie zu fixieren, eine Integrationskammer, welche dazu eingerichtet ist, ein Kabinen-Abgas von der Farbspritzkabine durch eine Kabinengas-Zufuhrleitung zu empfangen, um ein Ofen-Abgas von dem Lackeinbrennofen durch eine Ofengas-Zufuhrleitung zu empfangen, und ein Gasgemisch durch Mischen des empfangenen Kabinen-Abgases und des empfangenen Ofen-Abgases zu bilden, einen VOC-Konzentrator, welcher dazu eingerichtet ist, ein Prozessgas durch Konzentrieren des von der Integrationskammer zugeführten Mischgases zu bilden, um eine VOC-Konzentration zu erhöhen, und eine VOC-Entfernungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, VOC aus dem von dem VOC-Konzentrator zugeführten Prozessgas zu entfernen.
Die Ofengas-Zufuhrleitung kann mit dem Inneren der Kabinengas-Zufuhrleitung verbunden werden, um eine integrierte Leitung zu bilden. Die integrierte Leitung kann an einer stromaufwärts gelegenen Seite der Integrationskammer gebildet werden, so dass die Kabinengas-Zufuhrleitung die Ofengas-Zufuhrleitung umgibt.
Die Integrationskammer kann dazu eingerichtet sein, eine verflüssigte flüchtige organische Verbindung aus dem Gasgemisch abzutrennen und die verflüssigte flüchtige organische Verbindung abzuführen.
Die Integrationskammer kann die Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sein.
Das VOC-Entfernungssystem kann ferner eine Kabinengas-Abzugsleitung, welche mit der Kabinengas-Zufuhrleitung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, das Kabinen-Abgas aus der Kabinengas-Zufuhrleitung in die Atmosphäre abzuleiten, ein Kabinengasabzugs-Einstellventil, welches an der Kabinengas-Abzugsleitung angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, eine Menge des durch die Kabinengas-Abzugsleitung strömenden Kabinen-Abgases einzustellen, ein Kabinengas-Zufuhrleitungsventil, das an der Kabinengas-Zufuhrleitung angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine Menge des durch die Kabinengas-Zufuhrleitung strömenden Kabinen-Abgases einzustellen, und ein Ofengas-Zufuhrleitungsventil, das an der Ofengas-Zufuhrleitung angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine Menge des durch die Ofengas-Zufuhrleitung strömenden Ofen-Abgases einzustellen.
Bevor die Fahrzeugkarosserie in die Farbspritzkabine gestellt wird, kann das Kabinengasabzugs-Einstellventil geöffnet und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil geschlossen werden, wodurch die Luft in der Farbspritzkabine an die Atmosphäre abgeleitet wird. Außerdem kann das Ofengas-Zuführungsleitungsventil geschlossen werden, so dass eine Luft im Lackeinbrennofen zum Vorheizen in den Lackeinbrennofen zirkuliert wird. Darüber hinaus kann die VOC-Entfernungsanlage vorgeheizt werden.
Wenn die Fahrzeugkarosserie zum Lackieren in die Farbspritzkabine gestellt wird und die Fahrzeugkarosserie noch nicht in den Lackeinbrennofen gestellt ist, kann das Kabinengasabzugs-Einstellventil geschlossen und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil geöffnet werden, so dass das Kabinen-Abgas in die Integrationskammer geleitet wird. Außerdem kann das Ofengas-Zuführungsleitungsventil geschlossen werden, so dass eine Luft im Lackeinbrennofen zum Vorheizen in den Lackeinbrennofen zirkuliert wird. Darüber hinaus kann die Integrationskammer dem VOC-Konzentrator das Kabinen-Abgas als Gasgemisch zuführen. Darüber hinaus kann der VOC-Konzentrator das zugeführte Gasgemisch konzentrieren und das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung zuführen. Außerdem entfernt die VOC-Entfernungsvorrichtung die VOC aus dem Prozessgas.
Wenn die Fahrzeugkarosserie, nachdem sie die Farbspritzkabine durchlaufen hat, in den Lackeinbrennofen eingesetzt wird, kann das Kabinengasabzugs-Einstellventil geschlossen und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil geöffnet werden, so dass das Kabinen-Abgas in die Integrationskammer geleitet wird. Zusätzlich kann das Ofengas-Zufuhrleitungsventil geöffnet werden, so dass das Ofen-Abgas in die Integrationskammer geleitet wird. Darüber hinaus kann die Integrationskammer das Kabinen- und das Ofen-Abgas mischen und das Gasgemisch dem VOC-Konzentrator zuführen. Darüber hinaus kann der VOC-Konzentrator das zugeführte Gasgemisch konzentrieren und das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung zuführen. Die VOC-Entfernungsanlage entfernt die VOC aus dem Prozessgas.
Das VOC-Entfernungssystem kann ferner eine Umgebungsluft-Zufuhrleitung umfassen, welche mit der Kabinengas-Zufuhrleitung an einer Stelle stromabwärts des Kabinengas-Einstellventils verbunden ist und dazu eingerichtet ist, Umgebungsluft zu der Kabinengas-Zufuhrleitung zu transportieren, sowie ein Umgebungsluftmengen-Einstellventil, welches an der Umgebungsluft-Zufuhrleitung angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine Menge der Umgebungsluft einzustellen, welche von der Atmosphäre in die Kabinengas-Zufuhrleitung strömt. Wenn die Fahrzeugkarosserie den Lackeinbrennofen verlässt, kann das Kabinengasabzugs-Einstellventil geschlossen und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil geschlossen werden, so dass das Kabinen-Abgas abgesperrt wird. Zusätzlich kann das Ofengas-Zufuhrleitungsventil geöffnet werden, so dass das Ofen-Abgas in die Integrationskammer geleitet wird. Darüber hinaus kann das Umgebungsluftmengen-Einstellventil geöffnet werden, so dass die Umgebungsluft in die Integrationskammer zugeführt wird. Darüber hinaus kann die Integrationskammer die Umgebungsluft und das Ofen-Abgas mischen und das Gasgemisch dem VOC-Konzentrator zuführen. Darüber hinaus kann der VOC-Konzentrator das zugeführte Gasgemisch konzentrieren und das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung zuführen. Darüber hinaus kann die VOC-Entfernungsvorrichtung die VOC aus dem Prozessgas entfernen.
Das VOC-Entfernungssystem kann ferner einen Temperatursensor umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, die Temperatur des aus der Integrationskammer ausgetragenen Gasgemisches zu erfassen, wenn die Fahrzeugkarosserie den Lackeinbrennofen verlässt, und das Umgebungsluftmengen-Einstellventil wird so eingestellt, dass eine Menge der durch die Umgebungsluft-Zufuhrleitung strömenden Umgebungsluft so eingestellt wird, dass die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur des Gasgemisches konstant ist.
In einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform können die bei der Bildung des Gasgemisches gebildeten verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) getrennt abgeleitet werden, wodurch die Verarbeitungslasten des VOC-Konzentrators und der VOC-Entfernungsvorrichtung verringert werden können.
Bei einem VOC-Entfernungssystem mit einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform können Abgase, die sowohl aus dem Lackeinbrennofen als auch aus der Farbspritzkabine stammen, gleichzeitig behandelt werden. Darüber hinaus kann das Ofen-Abgas des Lackeinbrennofens konzentriert werden, wodurch die Effizienz der VOC-Entfernung verbessert werden kann.
Andere Effekte, die durch eine Ausführungsform erhalten oder erwartet werden können, werden direkt oder andeutungsweise in einer ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das heißt, verschiedene Effekte, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform erwartet werden, werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

1 ist eine schematische Darstellung eines VOC-Entfernungssystems gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine schematische Darstellung einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform:
3 zeigt einen Mischabschnitt einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform;
4 ist eine Zeichnung, die einen Trennabschnitt in einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform hervorhebt:
5 ist eine Zeichnung, die einen Filterabschnitt in einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform hervorhebt;
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerkonfiguration eines VOC-Entfernungssystems gemäß einer Ausführungsform zeigt; und
7 zeigt eine beispielhafte Variante einer integrierten Linie und eines Mischabschnitts einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung werden gleiche oder ähnliche Komponenten durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen gekennzeichnet, so dass eine wiederholte Beschreibung wegfällt.
Bei der Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung wird auf eine ausführliche Beschreibung des bekannten Stands der Technik, der mit der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang steht, verzichtet, wenn festgestellt wird, dass sie den Kern der vorliegenden Erfindung beeinträchtigen könnte. Die beigefügten Zeichnungen werden nur zur Verfügung gestellt, damit beispielhafte Ausführungsformen, die in der vorliegenden Spezifikation offenbart werden, leicht verstanden werden können, und sind nicht als Einschränkung des in der vorliegenden Spezifikation offenbarten Geistes zu verstehen, und es ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Substitutionen umfasst, ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Begriffe mit Ordnungszahlen wie erste, zweite und ähnliche werden nur zur Beschreibung verschiedener Komponenten verwendet und sind nicht als Einschränkung dieser Komponenten zu verstehen. Die Begriffe werden nur verwendet, um eine Komponente von anderen Komponenten zu unterscheiden.
Wenn ein Bauteil als „verbunden“ oder „gekoppelt“ mit einem anderen Bauteil bezeichnet wird, kann es direkt mit dem anderen Bauteil verbunden oder gekoppelt sein, oder es kann mit dem anderen Bauteil verbunden oder gekoppelt sein, wobei ein weiteres Bauteil dazwischengeschaltet ist. Wenn ein Bauteil als „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ mit einem anderen Bauteil bezeichnet wird, kann es direkt mit dem anderen Bauteil verbunden oder gekoppelt sein, ohne dass ein weiteres Bauteil dazwischen liegt.
Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfassen“ oder „aufweisen“, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Komponenten oder Teilen, die in der vorliegenden Beschreibung aufgeführt sind, oder einer Kombination derselben angeben, aber die Anwesenheit oder Hinzufügung von einem oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Operationen, Komponenten, Teilen oder einer Kombination derselben nicht ausschließen.
Die in der folgenden Beschreibung verwendeten Begriffe „Einheit“, „Teil“ oder „Abschnitt“, „-er“ und „Modul“ für Komponenten werden nur verwendet, um die Spezifikation einfach zu beschreiben. Daher haben diese Begriffe keine Bedeutungen oder Rollen, die sie an und für sich voneinander unterscheiden. Darüber hinaus beziehen sich die Begriffe „Einheit“, „Teil“ oder „Abschnitt“, „-er“ und „Modul“ in der Spezifikation auf eine Einheit, die mindestens eine Funktion oder einen Vorgang ausführt, der durch Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden kann.
Die hier verwendeten Singularformen schließen auch die Pluralformen ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Der hier verwendete Begriff „und/oder“ schließt alle Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Elemente ein.
Eine beispielhafte Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung eines VOC-Entfernungssystems gemäß einer Ausführungsform.
Ein VOC-Entfernungssystem gemäß einer Ausführungsform ist so konfiguriert, dass es eine flüchtige organische Verbindung (VOC) entfernt, die während eines Lackierprozesses einer Fahrzeugkarosserie 50 erzeugt wird.
Wie in 1 dargestellt, umfasst ein VOC-Entfernungssystem gemäß einer Ausführungsform eine Farbspritzkabine 100, einen Lackeinbrennofen 200, eine Integrationskammer 300, einen VOC-Konzentrator 400 und eine VOC-Entfernungsvorrichtung 500.
In der Farbspritzkabine 100 wird Farbe auf die Fahrzeugkarosserie 50 aufgetragen.
Der Lackeinbrennofen 200 ist dazu eingerichtet, die in der Farbspritzkabine 100 aufgetragene Farbe auf der Fahrzeugkarosserie 50 zu fixieren.
Die Integrationskammer 300 ist dazu eingerichtet, ein Kabinen-Abgas aus der Farbspritzkabine 100 durch eine Kabinengas-Zufuhrleitung 190 zu empfangen, ein Ofen-Abgas aus dem Lackeinbrennofen 200 durch eine Ofengas-Zufuhrleitung 290 zu empfangen und durch Mischen des empfangenen Kabinen-Abgases und des empfangenen Ofen-Abgases ein Gasgemisch zu bilden.
Der VOC-Konzentrator 400 ist dazu eingerichtet, ein Prozessgas zu bilden, indem er das von der Integrationskammer 300 gelieferte Gasgemisch konzentriert, um eine VOC-Konzentration zu erhöhen.
Die VOC-Entfernungsvorrichtung 500 dazu eingerichtet, VOC aus dem vom VOC-Konzentrator 400 gelieferten Prozessgas zu entfernen.
Die VOC-Entfernungsvorrichtung 500 kann eine regenerative thermische Oxidationsanlage (nachfolgend „RTO“ genannt) oder zusätzlich oder alternativ eine regenerative katalytische Oxidationsanlage (RCO) umfassen. 1 zeigt eine RTO nur zur Veranschaulichung, und es sollte klar sein, dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt ist.
Wie in 1 dargestellt, umfasst ein VOC-Entfernungssystem gemäß einer Ausführungsform ferner eine Kabinengas-Abzugsleitung 180, ein Kabinengasabzugs-Einstellventil 185, ein Kabinengas-Zufuhrleitungsventil 195, ein Ofengas-Zufuhrleitungsventil 295, eine Umgebungsluft-Zufuhrleitung 170 und ein Umgebungsluftmengen-Einstellventil 175.
Die Kabinengas-Abzugsleitung 180 ist mit der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 verbunden und dazu eingerichtet, das Kabinen-Abgas aus der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 in die Atmosphäre abzuführen.
Das Kabinengasabzugs-Einstellventil 185 ist in der Kabinengas-Abzugsleitung 180 angeordnet und dazu eingerichtet, eine Menge des durch die Kabinengas-Abzugsleitung 180 strömenden Kabinen-Abgas einzustellen.
Das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil 195 ist in der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 angeordnet und dazu eingerichtet, die Menge des durch die Kabinengas-Zufuhrleitung 190 strömenden Kabinen-Abgas einzustellen.
Das Ofengas-Zufuhrleitungsventil 295 ist in der Ofengas-Zufuhrleitung 290 angeordnet und dazu eingerichtet, eine Menge des durch die Ofengas-Zufuhrleitung 290 strömenden Ofen-Abgases einzustellen.
Die Umgebungsluft-Zufuhrleitung 170 ist mit der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 an einer Stelle stromabwärts des Kabinengas-Zufuhrleitungsventils 195 verbunden und dazu eingerichtet, Umgebungsluft zu der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 zu fördern.
Das Umgebungsluftmengen-Einstellventil 175 ist in der Umgebungsluft-Zufuhrleitung 170 angeordnet und dazu eingerichtet, die Menge der Umgebungsluft einzustellen, die aus der Atmosphäre in die Kabinengas-Zufuhrleitung 190 strömt.
Wie in 1 dargestellt, umfasst ein VOC-Entfernungssystem gemäß einer Ausführungsform außerdem: eine Gemischgasleitung 390, durch welche das in der Integrationskammer 300 gemischte Gasgemisch dem VOC-Konzentrator 400 zugeführt wird; eine Abgasleitung 480 für gereinigte Luft, welche dazu eingerichtet ist, während des Prozesses der VOC-Konzentration des VOC-Konzentrators 400 eine gereinigte Luft an die Atmosphäre abzugeben; eine Prozessgas-Zufuhrleitung 490, welche dazu eingerichtet ist, das Prozessgas, von dem die VOCs durch den VOC-Konzentrator 400 konzentriert werden, der VOC-Entfernungsvorrichtung 500 zuzuführen; und eine VOC-Entfernungsluft-Abgasleitung 590, welche dazu eingerichtet ist, eine VOC-Entfernungsluft, die durch die VOC-Entfernungsvorrichtung 500 durch Entfernen der VOCs gebildet wird, an die Atmosphäre abzugeben.
Darüber hinaus umfasst ein VOC-Entfernungssystem gemäß einer Ausführungsform ferner einen Temperatursensor 395, welcher in der Gemischgasleitung 390 angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine Temperatur des aus der Integrationskammer 300 abgegebenen Gasgemisches zu erfassen.
Jede der vorstehend genannten Leitungen ist hinsichtlich ihres Materials nicht beschränkt und kann aus jedem Material bestehen, das geeignet ist, ein entsprechendes Gas ohne Leckage zu leiten.
Darüber hinaus kann in der vorliegenden Offenbarung jedes der spezifischen Ventile, die in bestimmten Leitungen angeordnet sind, um die durch die Leitungen strömende Gasmenge einzustellen, beispielsweise ein Ventil sein, das die durch die Leitung strömende Durchflussmenge stufenweise einstellt, und kann gegebenenfalls als Ein/Aus-Ventil ausgebildet sein.
Die Ofengas-Zufuhrleitung 290 ist mit dem Inneren der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 verbunden, um eine integrierte Leitung 310 zu bilden. Die integrierte Leitung 310 ist an einer stromaufwärts gelegenen Seite der Integrationskammer 300 so ausgebildet, dass die Kabinengas-Zufuhrleitung 190 die Ofengas-Zufuhrleitung 290 umgibt. Das vorstehende Merkmal wird weiter unten im Zusammenhang mit der integrierten Leitung 310 näher beschrieben.
Darüber hinaus ist die Integrationskammer 300 dazu eingerichtet, eine verflüssigte flüchtige organische Verbindung aus dem Gasgemisch abzutrennen und die verflüssigte flüchtige organische Verbindung abzuführen, was weiter unten in Verbindung mit der integrierten Leitung 310 näher beschrieben wird.
Nachfolgend wird eine Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform 300 unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
2 ist eine schematische Darstellung einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform.
Eine Integrationskammer 300 gemäß einer Ausführungsform ist eine Integrationskammer, welche in einem VOC-Entfernungssystem zur Entfernung einer flüchtigen organischen Verbindung (VOC), die beim Lackierprozess der Fahrzeugkarosserie entsteht, verwendet werden kann.
Wie in 2 veranschaulicht, umfasst eine Integrationskammer 300 gemäß einer Ausführungsform die Kabinengas-Zufuhrleitung 190, in die das Kabinen-Abgas aus der Farbspritzkabine 100 strömt, die Ofengas-Zufuhrleitung 290, in die das Ofen-Abgas aus dem Lackeinbrennofen 200 strömt, einen Mischabschnitt 320, welcher dazu eingerichtet ist, das Gasgemisch durch Mischen des Kabinen-Abgases und des Ofen-Abgases zu bilden, einen Trennabschnitt 330, welcher dazu eingerichtet ist, die verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen aus dem Gasgemisch abzutrennen, welches den Mischabschnitt 320 passiert hat, und einen Filterabschnitt 370, welcher dazu eingerichtet ist, eine Fremdsubstanz aus dem Gasgemisch zu filtern, welches den Trennabschnitt 330 passiert hat. Das durch den Filterabschnitt 370 von Fremdstoffen gefilterte Prozessgas wird aus der Integrationskammer 300 abgeleitet und dem VOC-Konzentrator 400 zugeführt.
Die Ofengas-Zufuhrleitung 290 ist mit dem Inneren der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 verbunden, um die integrierte Leitung 310 zu bilden. Die integrierte Leitung 310 ist an einer stromaufwärts gelegenen Seite des Mischabschnitts 320 so ausgebildet, dass die Kabinengas-Zufuhrleitung 190 die Ofengas-Zufuhrleitung 290 umgibt. Das heißt, die Ofengas-Zufuhrleitung 290, durch die das Ofen-Abgas mit geringem Volumen und hoher Temperatur strömt, ist von der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 umgeben, durch die das Kabinen-Abgas mit hohem Volumen und niedriger Temperatur strömt.
Gemäß einer solchen Leitungsintegrationsstruktur der integrierten Leitung 310 kann das Kabinen-Abgas, während es mit geringem Volumen und hoher Temperatur durch die integrierte Leitung 310 strömt, durch einen Wärmeaustausch mit dem Kabinen-Abgas gekühlt werden, das durch die Kabinengas-Zufuhrleitung 190 strömt, die die Ofengas-Zufuhrleitung 290 umgibt. Daher kann das Ofen-Abgas, welches die hohe Temperatur hat, hauptsächlich gekühlt werden, während es die integrierte Leitung 310 durchläuft.
In der Regel ist die Menge des Kabinen-Abgases größer als die Menge des Ofen-Abgases. Zu diesem Zeitpunkt ist die vorstehend beschriebene Struktur der integrierten Leitung 310 vorteilhaft, um einen Durchmesser der Kabinengas-Zufuhrleitung 190, durch die das Kabinen-Abgas strömt, größer zu gestalten als einen Durchmesser der Ofengas-Zufuhrleitung 290, durch die das Ofen-Abgas strömt, um den unterschiedlichen Gasmengen zu entsprechen. Daher können das Ofen-Abgas und das Kabinen-Abgas stabil durch die entsprechenden Leitungen geleitet werden.
Die integrierte Leitung 310 kann mit dem Mischabschnitt 320 an einer oberen Fläche oder einer Seitenfläche des Mischabschnitts 320 verbunden sein. Wie in 2 dargestellt, kann die integrierte Leitung 310 beispielsweise mit dem Mischabschnitt 320 an einer oberen Fläche des Mischabschnitts 320 verbunden sein. Bei einem anderen Beispiel, wie in 7 dargestellt, kann die integrierte Leitung 310 mit dem Mischabschnitt 320 an einer Seitenfläche des Mischabschnitts 320 verbunden sein.
Gemäß einem solchen Verbindungsschema können verflüssigte/kondensierte Substanzen (z. B. die verflüssigten VOC), die entstehen können, während das Ofen-Abgas durch die integrierte Leitung 310 strömt, daran gehindert werden, sich in der Leitung anzusammeln, und können dem Trennabschnitt 330 stabil zugeführt werden.
3 zeigt einen Mischabschnitt einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform.
Wie in 3 dargestellt, kann der Mischabschnitt 320 einen Wirbelgenerator 325 umfassen, welcher an einem Ende der integrierten Leitung 310 ausgebildet ist. Der Wirbelgenerator 325 sorgt für eine bessere Vermischung des aus der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 austretenden Kabinen-Abgases und des aus der Ofengas-Zufuhrleitung 290 austretenden Ofen-Abgases, so dass die Leistung der Vermischung des Ofen-Abgases und des Kabinen-Abgases und die Wirkung des Wärmeaustauschs dazwischen maximiert werden kann, wodurch die Wirkung der Kühlung des Ofen-Abgases maximiert wird.
3 zeigt beispielsweise einen Wirbelerzeuger in Form eines Gebläses, bei dem jedes Blatt einen Außenumfang der Ofengas-Zufuhrleitung 290 und einen Innenumfang der Kabinengas-Zufuhrleitung 190 verbinden kann. Dementsprechend können die Ofengas-Zufuhrleitung 290, die eine Innenleitung bildet, und die Kabinengas-Zufuhrleitung 190, die eine Außenleitung bildet, fester miteinander verbunden werden.
Obwohl in der Zeichnung dargestellt ist, dass der Mischabschnitt 320 und der Trennabschnitt 330 als separate Räume ausgebildet sind, ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt. So können beispielsweise der Mischabschnitt 320 und der Trennabschnitt 330 als ein einziger Raum integriert werden.
4 ist eine Zeichnung, die einen Trennabschnitt in einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform.
Wie vorstehend beschrieben, hat der Trennabschnitt 330 die Aufgabe, die verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen von dem Gasgemisch zu trennen, welches den Mischabschnitt 320 durchlaufen hat. Die Temperatur des Ofen-Abgases wird durch den Wärmeaustausch mit dem Kabinen-Abgas, das durch die Kabinengas-Zufuhrleitung 190 strömt, während es durch die Ofengas-Zufuhrleitung 290 innerhalb der integrierten Leitung 310 strömt, und durch direkte Mischung mit dem Kabinen-Abgas im Mischabschnitt 320 gesenkt. So können die im Ofen-Abgas enthaltenen flüchtigen organischen Verbindungen verflüssigt werden. Daher wird in einer Ausführungsform versucht, die verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen durch den Trennabschnitt 330 abzutrennen und abzuführen.
Wie in 4 dargestellt, umfasst der Trennabschnitt 330 gemäß einer Ausführungsform eine Vorkammer 340, in welcher sich das Gasgemisch vertikal bewegt, und eine Hauptkammer 350, durch welche das Gasgemisch an einer stromabwärts gelegenen Seite der Vorkammer 340 horizontal hindurchströmt.
Die Vorkammer 340 umfasst eine horizontale Platte 345, welche horizontal in der Vorkammer 340 ausgebildet ist.
Das Gasgemisch wird vor allem beim Durchströmen des Mischabschnitts 320 gemischt und strömt in die Vorkammer 340. Anschließend bewegt sich das Gasgemisch vertikal in der Vorkammer 340, wobei das Gasgemisch beim Aufprall auf die horizontale Platte 345 weiter vermischt wird. Während dieses Prozesses können die VOC weiter verflüssigt werden.
Die erzeugte verflüssigte flüchtige organische Substanz fließt aufgrund der Schwerkraft nach unten, und ein Abflussabschnitt 360, welcher dazu eingerichtet ist, die verflüssigte flüchtige organische Substanz abzulassen, ist in dem Trennabschnitt 330 vorgesehen. Der Abflussabschnitt 360 kann beispielsweise ein Abflussloch 362 an der Unterseite des Trennabschnitts 330 und eine mit dem Abflussloch 362 verbundene Abflussleitung 364 aufweisen.
In einem Beispiel kann eine poröse Platte, die mit einer Mehrzahl von Poren (d.h. Löchern) versehen ist, zwischen der Vorkammer 340 und der Hauptkammer 350 angeordnet werden, und die horizontale Platte 345 kann an der porösen Platte befestigt werden. Darüber hinaus kann das Gasgemisch, aus dem die verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen abgetrennt werden, durch die poröse Platte in die Hauptkammer 350 gelangen.
Die Hauptkammer 350 umfasst eine vertikale Platte 355, die senkrecht in der Hauptkammer 350 angeordnet ist. Die vertikale Platte 355 ist dazu eingerichtet, die verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen daran zu hindern, zum Filterabschnitt 370 zu gelangen.
Wie in 2 und 4 veranschaulicht, kann die vertikale Platte 355 so ausgebildet sein, dass ein oberes Ende zu einer stromaufwärts gelegenen Seite geneigt ist, wodurch die verflüssigten, an einem unteren Abschnitt der Hauptkammer 350 kondensierten flüchtigen organischen Verbindungen wirksam daran gehindert werden können, sich zum Filterabschnitt 370 zu bewegen (beispielsweise durch Schwankungen aufgrund von Strömungswind).
In der vorstehend beschriebenen Beschreibung wurde beschrieben, dass der Trennabschnitt 330 in die Vorkammer 340 und die Hauptkammer 350 unterteilt ist, es sollte jedoch verstanden werden, dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt ist.
Es ist nur ein Beispiel dafür, dass der Trennabschnitt 330 Unterteilungen der Vorkammer 340 und der Hauptkammer 350 haben kann, wenn die Kapazität der Integrationskammer 300 groß ist, d.h. wenn eine große Gasmenge zu verarbeiten ist. Im Gegenteil, wenn die Kapazität der Integrationskammer 300 klein ist, d. h. eine geringe Gasmenge verarbeitet werden soll, kann der Trennabschnitt 330 als eine einzige Kammer ausgebildet werden, da die Vermischung des Ofen-Abgases einfach ist.
Nachdem das Gasgemisch den Trennabschnitt 330 durchströmt hat, gelangt es in den Filterabschnitt 370.
5 ist eine Zeichnung, die einen Filterabschnitt in einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Filterabschnitt 370 dazu eingerichtet, Fremdstoffe aus dem Gasgemisch zu filtern, nachdem es den Trennabschnitt 330 durchströmt hat, und umfasst eine Mehrzahl von Filtern F1, F2, F3, F4 und F5, die in einer Strömungsrichtung des Gasgemisches hintereinander angeordnet sind.
Der vorderste erste Filter F1 ist ein Vorfilter und kann dazu eingerichtet sein, verflüssigte hochsiedende Verbindungen zu filtern. Der erste Filter F1 unter den mehreren Filtern ist am stärksten belastet und muss möglicherweise häufig ausgetauscht werden ( beispielsweise alle 1 bis 2 Wochen), und für einen bequemen Austausch kann ein Rollentyp verwendet werden.
Die dem ersten Filter F1 nachgeschalteten Filter F2 bis F5 können in verschiedenen Formen ausgeführt werden, beispielsweise als Beutelfilter, HEPA-Filter oder Ähnliches, die der Menge der zu filternden Fremdstoffe angemessen sind. Darüber hinaus kann der hinterste Filter beispielsweise als Kohlefilter ausgeführt sein, um Verbindungen mit hohem Siedepunkt zu filtern, die nicht verflüssigt werden.
Obwohl in den Zeichnungen fünf mehrstufige Filter des ersten Filters F1 und des zweiten bis fünften Filters (F2 bis F5) dargestellt sind, sollte nicht davon ausgegangen werden, dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung darauf beschränkt ist.
Nachfolgend wird die Funktionsweise eines VOC-Entfernungssystems gemäß einer Ausführungsform ausführlich beschrieben.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerkonfiguration eines VOC-Entfernungssystems gemäß einer Ausführungsform zeigt.
Eine Steuerung 900 erfasst, ob die Fahrzeugkarosserie 50 in die Farbspritzkabine 100 und/oder den Lackeinbrennofen 200 einfährt, erfasst die Temperatur des Gasgemisches, das von der Integrationskammer 300 durch den Temperatursensor 395 abgegeben wird, und steuert basierend auf der Erfassung die vorstehend beschriebenen Ventile (d.h. das Kabinengasabzugs-Einstellventil 185, das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil 195, das Ofengas-Zufuhrleitungsventil 295 und das Umgebungsluftmengen-Einstellventil 175).
Das Bestimmen, ob die Fahrzeugkarosserie 50 in die Farbspritzkabine 100 und/oder den Lackeinbrennofen 200 einfährt, kann nach verschiedenen Methoden erfolgen, beispielsweise basierend auf einem Einfahrsignal der Fahrzeugkarosserie aus der Farbspritzkabine 100 und/oder dem Lackeinbrennofen 200, und beispielsweise basierend darauf, ob das Gebläse der Farbspritzkabine 100 und/oder des Lackeinbrennofens 200 in Betrieb ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Methode beschränkt.
Die Steuerung 900 kann als ein oder mehrere Mikroprozessoren realisiert werden, die von einem voreingestellten Programm betrieben werden, und das voreingestellte Programm kann eine Reihe von Anweisungen zur Durchführung einer Operation gemäß einer später zu beschreibenden Bedingung enthalten.

In einer Ausführungsform kann die Steuerung 900 das VOC-Entfernungsverfahren in den in Tabelle 1 unten dargestellten Schritten durchführen, wobei der Betrieb in jedem Schritt nachfolgend ausführlich beschrieben wird. (Tabelle 1)

	Kabinengasabzugs-Einstellventil	Kabinengas-Zufuhrleitungsventil	Ofengas-Zufuhrleitungsventil	Umgebungsluftmengen-Einstellventil
Lackiervorbereitung	geöffnet	geschlossen	geschlossen	geschlossen
Lackiereinleitung	geschlossen	geöffnet	geschlossen	geschlossen
Lackierungsbearbeitung	geschlossen	geöffnet	geöffnet	geschlossen
Endlackierung	geschlossen	geschlossen	geöffnet	geöffnet

1. Lackiervorbereitungsphase
Die Lackiervorbereitungsphase ist eine Phase zur Vorbereitung des VOC-Entfernungssystems, bevor die Fahrzeugkarosserie 50 in die Farbspritzkabine 100 gebracht wird.Bei der Lackiervorbereitung handelt es sich um die Vorbereitung des VOC-Entfernungssystems, bevor die Fahrzeugkarosserie 50 in die Farbspritzkabine 100 gebracht wird.
In der Lackiervorbereitungsphase wird durch die Steuerung 900 das Kabinengasabzugs-Einstellventil 185 geöffnet und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil 195 geschlossen, so dass die Luft in der Farbspritzkabine 100 an die Atmosphäre abgegeben wird. Zusätzlich wird das Ofengas-Zufuhrleitungsventil 295 geschlossen, so dass die Luft innerhalb des Lackeinbrennofens 200 zum Vorheizen in den Lackeinbrennofen 200 zirkuliert wird. Außerdem wird die VOC-Entfernungsvorrichtung 500 vorgeheizt.
Das heißt, da die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) nicht erzeugt werden, bevor die zu lackierende Fahrzeugkarosserie (50) in die Farbspritzkabine (100) eingebracht wird, kann die Luft in der Farbspritzkabine (100) an die Atmosphäre abgegeben werden, die Luft im Lackeinbrennofen (200) kann durch interne Zirkulation vorgewärmt werden, und die Luft in der VOC-Entfernungsvorrichtung (500) kann durch interne Zirkulation vorgewärmt werden. Dementsprechend kann das VOC-Entfernungssystem bereit sein, die flüchtigen organischen Verbindungen zu verarbeiten, sobald die flüchtigen organischen Verbindungen erzeugt werden, wenn die Fahrzeugkarosserie 50 in die Farbspritzkabine 100 gebracht wird.
2. Lackiereinleitungsphase
Die Lackiereinleitungsphase ist eine Prozessphase für den Fall, dass die Fahrzeugkarosserie 50 zum Lackieren in die Farbspritzkabine 100 gebracht wird und die Fahrzeugkarosserie 50 noch nicht in den Lackeinbrennofen 200 gebracht wurde.
In der Lackiereinleitungsphase wird durch die Steuerung 900 das Kabinengasabzugs-Einstellventil 185 geschlossen, das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil 195 geöffnet und dementsprechend wird das Kabinen-Abgas in die Integrationskammer 300 zugeführt. Zusätzlich wird das Ofengas-Zufuhrleitungsventil 295 geschlossen, so dass die Luft innerhalb des Lackeinbrennofens 200 zum Vorheizen in den Lackeinbrennofen 200 zirkuliert wird.
Die Integrationskammer 300 liefert das Kabinen-Abgas als Gasgemisch an den VOC-Konzentrator 400. Der VOC-Konzentrator 400 konzentriert das zugeführte Gasgemisch und führt das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung 500 zu. Dementsprechend entfernt die VOC-Entfernungsvorrichtung 500 VOCs aus dem Prozessgas und leitet die VOC-Entfernungsluft über die VOC-Entfernungsluft-Abgasleitung 590 in die Atmosphäre ab.
Da sich die Fahrzeugkarosserie 50 in der Farbspritzkabine 100 befindet, wird das Abgas aus der Farbspritzkabine 100 durch den VOC-Konzentrator 400 aufbereitet, und der Lackeinbrennofen 200 wird vorgeheizt, um schnell zu funktionieren, wenn die mit Lack versehene Fahrzeugkarosserie 50 eintritt.
3. Lackierungsbearbeitungsphase
Die Lackierbearbeitungsphase ist eine Prozessphase für den Fall, dass die Fahrzeugkarosserie 50 nach dem sie die Farbspritzkabine 100 verlassen hat, in den Lackeinbrennofen 200 eingelegt wird. In diesem Fall kann eine neue Fahrzeugkarosserie 50 in die Farbspritzkabine 100 eingesetzt worden sein.
In der Lackiervorbereitungsphase wird durch die Steuerung 900 das Kabinengasabzugs-Einstellventil 185 geschlossen und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil 195 geöffnet, so dass das Kabinen-Abgas der Integrationskammer 300 zugeführt wird. Außerdem wird das Ofengas-Zufuhrleitungsventil 295 geöffnet, so dass das Ofen-Abgas in die Integrationskammer 300 zugeführt wird.
In der Integrationskammer 300 werden das Kabinen-Abgas und das Ofen-Abgas gemischt, und das Gasgemisch wird dem VOC-Konzentrator 400 zugeführt. Der VOC-Konzentrator 400 konzentriert das zugeführte Gasgemisch und führt das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung 500 zu. Dementsprechend entfernt die VOC-Entfernungsvorrichtung 500 VOCs aus dem Prozessgas und leitet die VOC-Entfernungsluft über die VOC-Entfernungsluft-Abgasleitung 590 in die Atmosphäre ab.
In der Lackierbearbeitungsphase können das Kabinen-Abgas aus der Farbspritzkabine 100 und das Ofen-Abgas aus dem Lackeinbrennofen 200 gleichzeitig in dem VOC-Konzentrator 400 konzentriert werden. Dadurch wird die Effizienz der VOC-Entfernung verbessert.
4. Endlackierungphase
Die Endlackierungphase ist eine Phase, in der die Fahrzeugkarosserie 50 den Lackeinbrennofen 200 verlässt und der Lackierungsprozess abgeschlossen wird. Es ist zu verstehen, dass, selbst wenn die Fahrzeugkarosserie 50 den Lackeinbrennofen 200 verlässt, der Austritt der Innenluft innerhalb des Lackeinbrennofens 200 nicht sofort gestoppt wird und die VOCs in der im Lackeinbrennofen 200 verbleibenden Luft entfernt werden müssen.
In der Endlackierungphase wird durch die Steuerung 900 das Kabinengasabzugs-Einstellventil 185 geschlossen und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil 195 geschlossen, so dass das Kabinen-Abgas abgesperrt wird. Außerdem wird das Ofengas-Zufuhrleitungsventil 295 geöffnet, so dass das Ofen-Abgas in die Integrationskammer 300 zugeführt wird. Des Weiteren wird das Umgebungsluftmengen-Einstellventil 175 geöffnet, so dass die Umgebungsluft der Integrationskammer 300 zugeführt wird.
Daher mischt die Integrationskammer 300 die Umgebungsluft und das Ofen-Abgas und führt das Gasgemisch dem VOC-Konzentrator 400 zu. Der VOC-Konzentrator 400 konzentriert das zugeführte Gasgemisch und führt das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung 500 zu. Dementsprechend entfernt die VOC-Entfernungsvorrichtung 500 die VOC aus dem Prozessgas.
In der Endlackierungphase wird das Ofen-Abgas aus dem Lackierofen 200 anstelle des Kabinen-Abgases mit der Umgebungsluft vermischt, um das Gasgemisch zu bilden, und dementsprechend kann das Ofen-Abgas kontinuierlich behandelt werden, um VOCs zu entfernen.
Unterdessen kann in der Endlackierungsphase das Umgebungsluftmengen-Einstellventil 175 von der Steuerung 900 so eingestellt werden, dass die Menge der durch die Umgebungsluft-Zufuhrleitung 170 strömenden Umgebungsluft so angepasst wird, dass die vom Temperatursensor 395 erfasste Temperatur des Gasgemisches konstant ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Integrationskammer wird das in die Ofengas-Zufuhrleitung 290 strömende Gas mit dem in die Kabinengas-Zufuhrleitung strömenden Gas gemischt, wodurch dem VOC-Konzentrator das Gasgemisch mit einer für die Behandlung des VOC-Konzentrators geeigneten Temperatur zugeführt werden kann.
In einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform können die bei der Bildung des Gasgemisches gebildeten verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) getrennt abgeleitet werden, wodurch die Verarbeitungslasten des VOC-Konzentrators und der VOC-Entfernungsvorrichtung verringert werden können.
Bei einem VOC-Entfernungssystem mit einer Integrationskammer gemäß einer Ausführungsform können Abgase, die sowohl aus dem Lackeinbrennofen als auch aus der Farbspritzkabine stammen, gleichzeitig behandelt werden. Darüber hinaus kann das Ofen-Abgas des Lackeinbrennofens konzentriert werden, wodurch die Effizienz der VOC-Entfernung verbessert werden kann.
Obwohl diese Erfindung im Zusammenhang mit den derzeit als praktisch angesehenen beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr soll sie verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abdecken, die innerhalb des Geistes und dem Umfang der beigefügten Ansprüche umfasst sind.

Claims

Integrationskammer, die in einem VOC-Entfernungssystem zur Entfernung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) verwendet wird, um VOC zu entfernen, die in einem Lackierprozess einer Fahrzeugkarosserie erzeugt werden, die Integrationskammer umfassend: eine Kabinengas-Zufuhrleitung, in welche ein Kabinen-Abgas aus einer Farbspritzkabine strömt; eine Ofengas-Zufuhrleitung, in welche ein Ofen-Abgas aus einem Lackeinbrennofen strömt; einen Mischabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, ein Gasgemisch durch Mischen des Kabinen-Abgases und des Ofen-Abgases zu bilden; einen Trennabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, einen verflüssigten VOC aus dem Gasgemisch abzutrennen, welches den Mischabschnitt durchströmt hat; und einen Filterabschnitt, welcher dazu eingerichtet ist, einen Fremdstoff aus dem Gasgemisch zu filtern, welches den Trennabschnitt durchströmt hat.
Integrationskammer nach Anspruch 1, wobei die Ofengas-Zufuhrleitung mit dem Inneren der Kabinengas-Zufuhrleitung verbunden ist, um eine integrierte Leitung zu bilden, wobei die integrierte Leitung an einer stromaufwärts gelegenen Seite des Mischabschnitts ausgebildet ist, so dass die Kabinengas-Zufuhrleitung die Ofengas-Zufuhrleitung umgibt.
Integrationskammer nach Anspruch 2, wobei die integrierte Leitung mit dem Mischabschnitt an einer oberen Fläche oder einer Seitenfläche des Mischabschnitts verbunden ist.
Integrationskammer nach Anspruch 2, wobei der Mischabschnitt einen Wirbelgenerator an einem Ende der integrierten Leitung umfasst.
Integrationskammer nach Anspruch 1, wobei der Trennabschnitt einen Abflussabschnitt umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, die verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen abzuführen.
Integrationskammer nach Anspruch 5, wobei der Trennabschnitt eine vertikale Platte umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die verflüssigten flüchtigen organischen Verbindungen daran zu hindern, sich zum Filterabschnitt zu bewegen.
Integrationskammer nach Anspruch 6, wobei die vertikale Platte ein oberes Ende aufweist, welches zu einer stromaufwärts gelegenen Seite geneigt ist.
Integrationskammer nach Anspruch 6, wobei der Trennabschnitt umfasst: eine Vorkammer, welche dazu eingerichtet ist, dass sich das Gasgemisch vertikal bewegt; und eine Hauptkammer, welche dazu eingerichtet ist, dass das Gasgemisch an einer stromabwärts gelegenen Seite der Vorkammer horizontal hindurchtritt, wobei die Vorkammer eine horizontale Platte umfasst, welche horizontal in der Vorkammer angeordnet ist, und die vertikale Platte vertikal in der Hauptkammer angeordnet ist.
Integrationskammer nach Anspruch 1, wobei der Filterabschnitt eine Mehrzahl von Filtern umfasst, die in einer Strömungsrichtung des Gasgemisches hintereinander angeordnet sind.
VOC-Entfernungssystem zum Entfernen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), welche während eines Lackierprozesses einer Fahrzeugkarosserie erzeugt werden, das VOC-Entfernungssystem umfassend: eine Farbspritzkabine, in welcher Farbe auf die Fahrzeugkarosserie aufgetragen wird; einen Lackeinbrennofen, welcher dazu eingerichtet ist, die mit der Farbe in der Farbspritzkabine aufgetragene Farbe auf der Fahrzeugkarosserie zu fixieren; eine Integrationskammer, welche dazu eingerichtet ist, ein Kabinen-Abgas von der Farbspritzkabine durch eine Kabinengas-Zufuhrleitung zu empfangen, um ein Ofen-Abgas von dem Lackeinbrennofen durch eine Ofengas-Zufuhrleitung zu empfangen, und ein Gasgemisch durch Mischen des empfangenen Kabinen-Abgases und des empfangenen Ofen-Abgases zu bilden; einen VOC-Konzentrator, welcher dazu eingerichtet ist, ein Prozessgas durch Konzentrieren des von der Integrationskammer zugeführten Mischgases zu bilden, um eine VOC-Konzentration zu erhöhen; und eine VOC-Entfernungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, VOC aus dem von dem VOC-Konzentrator zugeführten Prozessgas zu entfernen.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 10, bei welchem die Ofengas-Zufuhrleitung mit dem Inneren der Kabinengas-Zufuhrleitung verbunden ist, um eine integrierte Leitung zu bilden, wobei die integrierte Leitung an einer stromaufwärts gelegenen Seite der Integrationskammer ausgebildet ist, so dass die Kabinengas-Zufuhrleitung die Ofengas-Zufuhrleitung umgibt.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 11, wobei die Integrationskammer dazu eingerichtet ist, einen verflüssigten VOC aus dem Gasgemisch abzutrennen und den verflüssigten VOC abzugeben.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 10, wobei die Integrationskammer die Integrationskammer nach Anspruch 1 ist.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 10, ferner umfassend: eine Kabinengas-Abzugsleitung, welche mit der Kabinengas-Zufuhrleitung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, das Kabinen-Abgas aus der Kabinengas-Zufuhrleitung in die Atmosphäre abzuleiten; ein Kabinengasabzugs-Einstellventil, welches an der Kabinengas-Abzugsleitung angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, eine Menge des durch die Kabinengas-Abzugsleitung strömenden Kabinen-Abgases einzustellen; ein Kabinengas-Zufuhrleitungsventil, das an der Kabinengas-Zufuhrleitung angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine Menge des durch die Kabinengas-Zufuhrleitung strömenden Kabinen-Abgases einzustellen; und ein Ofengas-Zufuhrleitungsventil, das an der Ofengas-Zufuhrleitung angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine Menge des durch die Ofengas-Zufuhrleitung strömenden Ofen-Abgases einzustellen.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 14, wobei: bevor die Fahrzeugkarosserie in die Farbspritzkabine gebracht wird; das Kabinengasabzugs-Einstellventil geöffnet wird und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil geschlossen wird, wodurch eine Luft innerhalb der Farbspritzkabine in die Atmosphäre abgeleitet wird; das Ofengas-Zufuhrleitungsventil geschlossen wird, so dass eine Luft innerhalb des Lackeinbrennofens in dem Lackeinbrennofen zirkuliert wird, um vorgeheizt zu werden; und die VOC-Entfernungsvorrichtung vorgeheizt wird.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 14, wobei: wenn die Fahrzeugkarosserie zum Lackieren in die Farbspritzkabine gestellt wird und die Fahrzeugkarosserie noch nicht in den Lackeinbrennofen gestellt ist das Kabinengasabzugs-Einstellventil geschlossen wird und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil geöffnet wird, so dass das Kabinen-Abgas der Integrationskammer zugeführt wird; das Ofengas-Zufuhrleitungsventil geschlossen wird, so dass eine Luft innerhalb des Lackeinbrennofens im Lackeinbrennofen zirkuliert wird, um vorgeheizt zu werden; die Integrationskammer liefert das Kabinen-Abgas als Gasgemisch an den VOC-Konzentrator; der VOC-Konzentrator das zugeführte Gasgemisch konzentriert und das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung zuführt; und die VOC-Entfernungsvorrichtung entfernt die VOC aus dem Prozessgas.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 14, wobei: wenn die Fahrzeugkarosserie, welche die Farbspritzkabine verlassen hat, in den Lackeinbrennofen gestellt wird, das Kabinengasabzugs-Einstellventil geschlossen wird und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil geöffnet wird, so dass das Kabinen-Abgas der Integrationskammer zugeführt wird; das Ofengas-Zufuhrleitungsventil geöffnet wird, so dass das Ofen-Abgas der Integrationskammer zugeführt wird; die Integrationskammer mischt das Kabinen-Abgas und das Ofen-Abgas und liefert das Gasgemisch an den VOC-Konzentrator; der VOC-Konzentrator das zugeführte Gasgemisch konzentriert und das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung zuführt; und die VOC-Entfernungsvorrichtung entfernt die VOC aus dem Prozessgas.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 14, ferner umfassend: eine Umgebungsluft-Zufuhrleitung, welche mit der Kabinengas-Zufuhrleitung an einer Stelle stromabwärts des Kabinengas-Einstellventils verbunden und dazu eingerichtet ist, Umgebungsluft der Kabinengas-Zufuhrleitung zuzuführen; und ein Umgebungsluftmengen-Einstellventil, welches an der Umgebungsluft-Zufuhrleitung angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine Menge der Umgebungsluft einzustellen, die von der Atmosphäre in die Kabinengas-Zufuhrleitung strömt, wobei, wenn die Fahrzeugkarosserie das Lackeinbrennofen verlässt das Kabinengasabzugs-Einstellventil geschlossen ist und das Kabinengas-Zufuhrleitungsventil geschlossen ist, so dass das Kabinenauslassgas gesperrt ist; das Ofengas-Zufuhrleitungsventil geöffnet wird, so dass das Ofen-Abgas der Integrationskammer zugeführt wird; das Umgebungsluftmengen-Einstellventil geöffnet wird, so dass die Umgebungsluft der Integrationskammer zugeführt wird; die Integrationskammer mischt die Umgebungsluft und das Ofen-Abgas und liefert das Gasgemisch an den VOC-Konzentrator; der VOC-Konzentrator das zugeführte Gasgemisch konzentriert und das konzentrierte Prozessgas der VOC-Entfernungsvorrichtung zuführt; und die VOC-Entfernungsvorrichtung entfernt die VOC aus dem Prozessgas.
VOC-Entfernungssystem nach Anspruch 18, ferner umfassend: einen Temperatursensor, welcher dazu eingerichtet ist, die Temperatur des aus der Integrationskammer abgegebenen Gasgemisches zu erfassen; wobei, wenn die Fahrzeugkarosserie das Lackeinbrennofen verlässt; und das Umgebungsluftmengen-Einstellventil eingestellt wird, um eine Menge der durch die Umgebungsluft-Zufuhrleitung strömenden Umgebungsluft einzustellen, so dass die Temperatur des von dem Temperatursensor erfassten Gasgemisches konstant ist.