DE4401741A1 - Naßabscheider - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Naßabscheider zum Reinigen von
mit Partikeln verunreinigter Abluft aus einem Arbeitsraum
und insbesondere zum Reinigen von Abluft mit Lackpartikeln
aus einer Lackierspritzkabine.
Ein Hauptproblem bei der Konstruktion von Naßabscheidern
besteht darin, den Geräuschpegel im Arbeitsraum möglichst
niedrig zu halten, um für das dort arbeitende Personal
erträgliche Arbeitsbedingungen zu schaffen. Wie sich aus den
nachfolgenden Ausführungen ergibt, wurden bei herkömmlichen
Naßabscheidern verschiedene Maßnahmen getroffen, um den vom
Naßabscheider erzeugten Geräuschpegel im Arbeitsraum zu
reduzieren.
Aus der DE-PS 28 14 276 ist eine Vorrichtung zum Reinigen
der Abluft von Spritzkabinen bekannt. Bei der herkömmlichen
Vorrichtung, die unterhalb eines Bodenrostes der
Lackierspritzkabine angeordnet ist, wird die Abluft über
einen trichterförmigen Einlauf zunächst einer scharfkantigen
Einschnürung zugeführt, danach einer starken
Richtungsänderung unterworfen und einer zweiten
scharfkantigen Einschnürung mit geringerem
Durchströmquerschnitt als bei der ersten Einschnürung
zugeführt, um die Abluft anschließend in eine Kammer mit
einem Flüssigkeitsbad einströmen zu lassen. Entlang der
Leitwände des trichterförmigen Einlaufs wird eine
Waschflüssigkeit in die Vorrichtung eingeleitet, so daß an
der ersten Einschnürungskante des Strömungskanals ein
Flüssigkeitsschleier entsteht. An der zweiten
Einschnürungskante hinter der Richtungsänderung des
Abluftstroms kommt es zu einer Zerstäubung der Flüssigkeit
unter Turbulenz und zu einer innigen Vermischung der
Flüssigkeit mit der Abluft. Durch den Flüssigkeitsschleier,
der sich an der ersten Einschnürungsstelle bildet, werden
die in der Abluft befindlichen Lackpartikel an ihrer
Oberfläche mit Waschflüssigkeit benetzt. Durch die intensive
Zerstäubung an der zweiten Einschnürungsstelle entsteht dann
ein inniges Luft-Flüssigkeits-Gemisch, das das
Aneinander lagern der in der Abluft befindlichen Lackpartikel
fördert und zu einer verbesserten Abscheidung dieser
Lackpartikel aus der Abluft führt. Die zusammengeballten
Lackpartikel werden anschließend entweder entlang einer nach
der zweiten Einschnürungsstelle angeordneten Führungsfläche
nach unten in ein Flüssigkeitsbad abgeführt oder gegen eine
der zweiten Einschnürungsstelle gegenüberliegende Wand
geschleudert, an der sie dann ebenfalls in das
Flüssigkeitsbad rinnen.
Bei der bekannten Vorrichtung wirkt sich der
Flüssigkeitsschleier an der ersten Einschnürungskante
dämpfend auf die sich im Strömungskanal nach oben zur
Spritzkabine hin ausbreitenden Schallwellen aus, die in
erster Linie an der zweiten scharfkantigen
Strömungsverengung entstehen. Eine weitere Schalldämpfung
wird durch die Abbiegung des Abluftstromes erhalten, da sich
dadurch die Schallwellen innerhalb des Abluftsstromes nicht
geradlinig nach oben bis zur Spritzkabine hin ausdehnen
können.
Ein weiterer herkömmlicher Naßabscheider ist in der
DE-OS 33 17 230 beschrieben. Bei diesem bekannten
Naßabscheider wird die Abluft durch einen ersten Venturi
geleitet, in eine Dispergierkammer expandiert und danach
durch einen zweiten Venturi mit einem scharfkantigen
Drosselflansch in eine zweite Kammer mit einer Sammelzone
geleitet. Aus einem Wasserreservoir wird Spülflüssigkeit in
den trichterförmigen Einlaufbereich des ersten Venturi
eingeleitet. Im ersten Venturi wird die Abluftströmung einer
Richtungsänderung unterzogen und kann durch einen relativ
weiten Hals in die Dispergierkammer einströmen. Dadurch, daß
im ersten Venturi keine scharfkantigen Vorsprünge vorgesehen
sind und der Hals einen relativ weiten Durchströmquerschnitt
aufweist, wird die Geräuscherzeugung in diesem Bereich
vergleichsweise niedrig gehalten. Beim ersten Venturi wird
eine Vorabscheidung erreicht, indem sich der an der oberen
Kanalwand entlangrinnende Wasserfilm nach dem Passieren des
Halses in Tropfenform mit dem Abluftstrom vermischt. Es
entsteht ein Dispergierstrom, der sich in einem schwachen
Bogen über eine Führungsfläche zum zweiten Venturi hin
erstreckt. Beim zweiten Venturi kommt es zu einer intensiven
Vermischung der verunreinigten Abluft und der Wasserpartikel
zu einer nebelähnlichen Konsistenz. Dieser Vorgang geht mit
einer relativ großen Geräuscherzeugung einher. Der dort
erzeugte Schall wird auf seinem Weg zur Spritzkabine durch
den Dispergierstrom nach dem ersten Venturi gedämpft.
Es ist jedoch wünschenswert, gegenüber den bei herkömmlichen
Naßabscheidern erzielbaren Geräuschpegeln im Arbeitsraum
eine weitere Absenkung des Schallpegels zu erreichen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Naßabscheider
zu schaffen, der eine verbesserte Schalldämpfung zum
Arbeitsraum hin aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Naßabscheider
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Naßabscheider wird die
verunreinigte Abluft aus dem Arbeitsraum über den Einlauf in
den Strömungskanal eingeführt, einer starken
Richtungsänderung unterzogen und über die Düse dem
Kanalauslaß zugeführt. Die Flüssigkeit, die an den
Kanalwänden des Einlaufs eingeleitet wird, wird durch die
abrupte Querschnittsverringerung am Kanalauslaß unter
Turbulenz zerstäubt und es erfolgt eine innige Vermischung
der verunreinigten Abluft mit der Flüssigkeit. Dadurch wird
eine Aneinanderlagerung und Zusammenballung der
Verunreinigungspartikel, wie z. B. Lackpartikel, mit
Flüssigkeitstropfen erreicht und es kommt zu einer wirksamen
Abscheidung der Verunreinigungspartikel nach dem Austritt
aus dem Strömungskanal.
Die stärkste Schallerzeugung findet dabei im Bereich der
Düse und des Kanalaustritts aufgrund der turbulenten
Strömungsverhältnisse statt. Es wurde herausgefunden, daß
eine besonders gute Schalldämpfung zum Arbeitsraum, wie z. B.
einer Spritzkabine, hin erreicht wird, wenn der im Bereich
der Düse und des Kanalauslasses erzeugte Schall überwiegend
zur Düse und zum Kanalauslaß zurückreflektiert wird. Deshalb
ist beim erfindungsgemäßen Naßabscheider ein
Reflektorabschnitt hervorgesehen, der im Strömungskanal
gegenüber dem Düsenbereich angeordnet ist, und dadurch wird
erreicht, daß der größte Teil des im Düsenbereich erzeugten
Schalls zur Düse zurückreflektiert wird und durch diese
austritt, anstatt sich durch den Einlauf des Strömungskanals
zum Arbeitsraum hin ausbreiten zu können. Somit wird
erfindungsgemäß eine äußerst wirksame Reduzierung des aus
dem Naßabscheider in den Arbeitsraum gelangenden
Schallpegels erzielt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der
Reflektorabschnitt zusätzlich als Konzentrator ausgestaltet.
Somit findet nicht nur eine bloße Reflexion des Schalls
zurück in den Düsenbereich statt, sondern darüberhinaus eine
Bündelung des zurückgeworfenen Schalls. Dadurch kann die
Wirksamkeit der Schalldämpfung zum Arbeitsraum hin weiter
verbessert werden. Durch die Konzentration des Schalls im
Reflektor-/Konzentratorabschnitt kann der zurückgeworfene
Schall noch gezielter auf den Kanalauslaß gerichtet werden,
so daß der Schall direkt durch den Kanalauslaß austritt und
es nicht zu weiteren Reflexionen im Düsenbereich kommt,
durch die Teile des Schalls zum Auslauf hin abgelenkt werden
könnten.
In einer günstigen Ausführung ist der Reflektorabschnitt im
Längsschnitt schüsselförmig ausgebildet und mit seiner
konkaven Seite der Düse zugewandt. Die konkrete geometrische
Ausgestaltung der schüsselförmigen Ausbauchung in der der
Düse gegenüberliegenden Kanalwand hängt von den
geometrischen Verhältnissen des Naßabscheiders ab und ist
für eine konkrete Naßabscheiderkonfiguration experimentell
zu optimieren. Dabei kommen sowohl glatte
Oberflächengestaltungen als auch polygonale Oberflächen des
schüsselförmigen Reflektors in Frage.
In bevorzugten Ausführungsformen weist der
Reflektorabschnitt im Längsschnitt eine kreisförmige,
parabelförmige oder hyperbelförmige Oberfläche auf, jedoch
kann auch eine andere vergleichbare konkave Kontur für den
Reflektorabschnitt gewählt werden.
Weitere günstige Ausführungsformen bestehen darin, den
Reflektorabschnitt im Längsschnitt in Form mehrerer
Teilabschnitte auszubilden. Die einzelnen Teilabschnitte
können entweder gerade sein oder es können Teilabschnitte
mit unterschiedlichen Kurvenradien vorgesehen sein.
In einer bevorzugten Ausführung weist die den
Reflektorabschnitt enthaltende Kanalwand einen im
wesentlichen S-förmigen Längsquerschnittsverlauf auf. Dabei bildet die obere Hälfte des S-förmigen Verlaufs die eine Seite des Einlaufs und des Expansionsabschnitts des Strömungskanals, während die untere Hälfte des S-förmigen Verlaufs den Reflektorabschnitt und den verbleibenden Abschnitt bis zum Kanalauslaß bildet. Auf diese Weise läßt sich der Reflektorabschnitt sehr vorteilhaft in den Oberflächenverlauf der Kanalwand einbeziehen. Diese integrative Einbindung des Reflektorabschnitts bringt Vorteile für die Fertigung mit sich, da ein großer Teil der Kanalwand aus einem Stück hergestellt werden kann.
wesentlichen S-förmigen Längsquerschnittsverlauf auf. Dabei bildet die obere Hälfte des S-förmigen Verlaufs die eine Seite des Einlaufs und des Expansionsabschnitts des Strömungskanals, während die untere Hälfte des S-förmigen Verlaufs den Reflektorabschnitt und den verbleibenden Abschnitt bis zum Kanalauslaß bildet. Auf diese Weise läßt sich der Reflektorabschnitt sehr vorteilhaft in den Oberflächenverlauf der Kanalwand einbeziehen. Diese integrative Einbindung des Reflektorabschnitts bringt Vorteile für die Fertigung mit sich, da ein großer Teil der Kanalwand aus einem Stück hergestellt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Naßabscheiders ergibt sich, wenn sämtliche Oberflächen der
Kanalwände gekrümmt sind. Bei einer Wahl ausreichend großer
Krümmungsradien, die gegebenenfalls experimentell zu
ermitteln sind, wird eine stabile Schichtströmung der
eingeleiteten Flüssigkeit geschaffen, da insbesondere auch
scharfe Kanten vermieden werden. Durch das Vermeiden
scharfer Kanten wird zudem auch die Eigengeräuschentwicklung
in den Bereichen des Strömungskanals vor der abrupten
Querschnittsverringerung gering gehalten.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der
Reflektorabschnitt als ebene Fläche ausgebildet. Bei einer
vorteilhaften Ausführung ist die ebene Fläche im
wesentlichen parallel zur Vertikalen des Naßabscheiders
angeordnet. Bei einer anderen günstigen Ausführung ist die
ebene Fläche derart gegen die Vertikale des Naßabscheiders
geneigt, daß der im Düsenbereich entstehende Schall im
wesentlichen zur Düse und zum Kanalauslaß zurückreflektiert
wird. Vorzugsweise liegt der Neigungswinkel alpha gegen die
Vertikale im Bereich von 0° < alpha < 30°. Diese
Ausführungen mit einer ebenen Fläche als Reflektorabschnitt
bewirken zwar keine Konzentration des zurückgeworfenen
Schalls, sie sind jedoch weniger aufwendig in der
Herstellung und somit kostengünstiger.
Es ist günstig, den Einlauf achsensymmetrisch auszubilden.
Daraus resultiert eine gleichmäßige und symmetrische
Strömung der Abluft im Arbeitsraum, z. B. einer Spritzkabine,
oberhalb des Naßabscheiders.
Weiterhin ist es bei der Gestaltung des
Naßabscheider-Venturis zweckmäßig, daß sich der
Kanalquerschnitt entlang des Strömungsverlaufs im Einlauf
kontinuierlich verringert und im Expansionsabschnitt
kontinuierlich vergrößert. Daraus resultiert ein geringerer
Druckverlust im Abscheider.
Bei einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung sind die
Übergänge der Kanalwände im Bereich des Einlaufs und des
Expansionsabschnitts weich ausgerundet. Dies ist für eine
stabile Flüssigkeitsströmung in diesen Bereichen des
Strömungskanals erforderlich. Z.B. bei den Ausführungen mit
einer ebenen Fläche als Reflektorabschnitt kann dann aber
der Übergang vom Reflektorabschnitt zum sich stromabwärts
anschließenden Abschnitt der betreffenden Kanalwand über
eine Kante erfolgen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform
besteht darin, sämtliche Übergänge der Kanalwände weich
ausgerundet zu gestalten, um dadurch zu einer im
Kanalverlauf möglichst lange stabil bleibenden
Schichtströmung der Flüssigkeit beizutragen. Außerdem tragen
weich ausgeformte Übergänge zur Vermeidung von
Verschmutzungen im Strömungskanal bei und ermöglichen zudem
eine leichtere Reinigung und Wartung des Naßabscheiders.
Die Krümmungsradien im Bereich des Einlaufs, des
Expansionsbereichs und gegebenenfalls des Umlenkbereichs des
Strömungskanals sollten nicht zu klein gewählt werden, um
eine stabile Schichtströmung der an den Kanalwänden
entlangrinnenden Flüssigkeit zu gewährleisten. Weiterhin
sollte auch der Krümmungsradius eines schüsselförmigen
Reflektorabschnitts nicht zu klein bemessen werden, um in
einem ausreichend großen Abschnitt des Kanals eine
Schallkonzentrierung und -reflexion zu ermöglichen.
Es ist bevorzugt, den Kanalwandabschnitt, der den
Kanalauslaß mit dem Reflektorabschnitt verbindet, als ebene
Fläche auszubilden. Diese ebene Fläche bildet bei Anordnung
des Naßabscheiders unterhalb eines Arbeitsraums den Boden
des Naßabscheiders. Eine Ausbildung dieses Bodens als ebene
Fläche reduziert die Fertigungskosten aufgrund der einfachen
Geometrie dieses Bauteils, und insbesondere bei einer
horizontalen Anordnung der ebenen Bodenwand wird die Bauhöhe
des Naßabscheiders gering gehalten. Es ist auch bei einer
Ausführung des Naßabscheiders, bei der sonst alle
Oberflächen der Kanalwände, gegebenenfalls mit Ausnahme
ebener Einlaufzuströmflächen, gekrümmt gestaltet sind,
günstig, die Bodenwand im Hinblick auf eine geringe Bauhöhe
des Naßabscheiders eben auszuführen und möglichst horizontal
anzuordnen.
Es ist bevorzugt, die abrupte Querschnittsverringerung am
Kanalauslaß in Form einer Blende auszubilden, die an der den
Reflektorabschnitt enthaltenden Kanalwand vorgesehen ist.
Insbesondere ist es günstig, die Blende lösbar zu
befestigen, da dadurch die Wartung und Reinigung des
Naßabscheiders von außen durch den Kanalauslaß erleichtert
wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausführung des Naßabscheiders
besteht darin, zwischen Einlauf und Expansionsabschnitt
einen Kanalabschnitt vorzusehen, in dessen Verlauf der
Querschnitt konstant bleibt.
Neben einer niedrigen Schallintensität im Arbeitsraum bieten
die erfindungsgemäßen Ausführungen des Naßabscheiders die
Vorteile einer niedrigen Verschmutzungsanfälligkeit und
einer einfachen Wartung, eines kleinen Platzbedarfs und
insbesondere einer niedrigen Bauhöhe sowie eines kleinen
Materialverbrauchs und niedriger Fertigungskosten. Dabei
wird für die Partikelabscheidung ein hoher Wirkungsgrad
erzielt und eine sehr stabile Flüssigkeitsschichtströmung
entlang der Kanalwände realisiert.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders mit Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführung des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders;
Fig. 2 einen Längschnitt durch eine zweite Ausführung des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführung des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführung des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführung des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders;
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen
Naßabscheiders. Der Naßabscheider ist unterhalb eines nicht
dargestellten Arbeitsraums, wie z. B. einer
Lackierspritzkabine, angeordnet, wobei der Boden des
Arbeitsraums strömungsdurchlässig ausgebildet ist, z. B. in
Form eines Gitterbodens 10. Durch den strömungsdurchlässigen
Boden 10 des Arbeitsraums gelangt die z. B. mit Lackpartikeln
verunreinigte Abluft 9 in den Einlauf 1a, 2a des
Naßabscheiders.
Beim Naßabscheider wird ein Strömungskanal durch zwei im
Abstand zueinander verlaufende Kanalwände 1, 2 gebildet. Bei
dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist der
Einlauf 1a, 2a symmetrisch ausgebildet, wobei sich an ebene
Zuströmflächen, die trichterförmig leicht zueinander geneigt
sind, ein gekrümmter Einlaufbereich anschließt, bei dem sich
in Strömungsrichtung, d. h. in der Zeichnung von oben nach
unten, der Kanalquerschnitt kontinuierlich bis zu einem
minimalen Querschnitt an der Stelle 1b, 2b verringert. An
den trichterförmigen Einlauf 1a, 2a schließt sich
stromabwärts ein Expansionsbereich 1c, 2c an, in dem sich
der Kanalquerschnitt kontinuierlich vergrößert. An der
Kanalwand 2 folgt danach ein
Reflektor-/Konzentratorabschnitt 3, an den sich ein
Umlenkabschnitt 4 anschließt. In dem Strömungsabschnitt vor
dem Kanalauslaß 6 wird durch die beiden Kanalwände 1, 2 eine
Düse 5 gebildet. Im Bereich der Düse 5 verjüngt sich der
Kanalquerschnitt kontinuierlich bis zum Kanalauslaß 6. Am
Kanalauslaß 6 ist an der Kanalwand 2 eine Blende 7 lösbar
angebracht, die den Kanalquerschnitt am Kanalauslaß 6 abrupt
verringert.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die beiden Kanalwände 1, 2
im Bereich zwischen den ebenen Einlaufzuströmflächen und dem
auslaßseitigen Ende der Kanalwand 1 bzw. dem Beginn des
Reflektor-/Konzentratorabschnitts 3 jeweils mit einem
gleichen Radius R₁ geformt. Der
Reflektor-/Konzentratorabschnitt 3 weist ebenfalls einen
kreisbogenförmigen Längsschnitt auf. Der Umlenkabschnitt 4
der Kanalwand 2 ist als ebene Bodenplatte gestaltet, die in
etwa parallel zur Bodenebene 10 des Arbeitsraums verläuft.
Sämtliche Übergänge der einzelnen Kanalabschnitte sind weich
ausgerundet und weisen keine scharfen Kanten auf. Lediglich
die abrupte Querschnittsverringerung mittels der Blende 7
ist als scharfkantige Einschnürung gestaltet.
An den Zuströmflächen des Einlaufs 1a, 2a entlangrinnend
wird eine Flüssigkeit in den Strömungskanal des
Naßabscheiders eingeleitet. Die Einleitung des
Flüssigkeitsfilms erfolgt in bekannter Weise, wie z. B. durch
einen Überlauf der Flüssigkeit aus beidseits des Einlaufs
angebrachten Flüssigkeitsreservoirs 11, wie sie in Fig. 2
dargestellt sind. Die auf beiden Seiten der
Einlaufzuströmflächen 1a, 2a befindlichen
Flüssigkeitsreservoirs 11 werden ständig über Zuleitungen 12
mit Flüssigkeit versorgt (siehe Pfeile). Der Radius R₁ im
Einlauf- und Expansionsbereich des Strömungskanals ist so
groß gewählt, daß die Flüssigkeitsschichtströmung entlang
der Kanalwände 1, 2 solange wie möglich stabil bleibt. Wie
aus Fig. 1 ersichtlich, bleibt die
Flüssigkeitsschichtströmung aufgrund des ausreichend groß
bemessenen Radius R₁ und aufgrund der weichen Übergänge an
der Kanalwand 1 bis zur Düse 5 und an der Kanalwand 2 bis
zum Reflektor-/Konzentratorabschnitt 3 stabil und löst sich
erst im Anschluß von den Kanalwänden ab. Durch die stabile
Flüssigkeitsschichtströmung wird eine Verschmutzung der
Kanalwände vermieden und die Eigengeräuscherzeugung durch
die Flüssigkeit in diesen Bereichen bleibt gering.
Der Reflektor-/Konzentratorabschnitt 3 ist in der Kanalwand
2 mit weichen Übergängen zu den benachbarten
Kanalabschnitten geformt. Er ist dem Kanalauslaß 6 und der
Düse 5 in Richtung entgegen der Austrittsströmungsrichtung
gegenüberliegend angeordnet, wobei die
Austrittsströmungsrichtung in der Zeichnung etwa horizontal
von rechts nach links verläuft.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des Naßabscheiders näher
erläutert. Die verunreinigte Abluft 9 strömt durch den
Gitterboden 10 des Arbeitsraums und wird mittels der ebenen
Zuströmflächen des Einlaufs 1a, 2a in den Naßabscheider
eingeführt. Die Abluft strömt - in der Zeichnung von oben
nach unten - durch den trichterförmigen Einlauf 1a, 2a,
passiert die Stelle 1b, 2b mit minimalem Kanalquerschnitt
und strömt weiter durch den Expansionsabschnitt 1c, 2c.
Danach erfolgt eine Umlenkung der Abluftströmungsrichtung
quer zur ursprünglichen Strömungsrichtung im Einlauf, d. h.
in der Zeichnung eine Umlenkung der Strömungsrichtung von
oben nach unten um etwa 90° in eine Strömungsrichtung von
rechts nach links. Im Bereich der Düse 5 tritt, bedingt
durch die abrupte Querschnittsverringerung mittels der
Blende 7, unter Turbulenz eine innige Vermischung des
Abluftstroms 9 mit der über die Kanalwände 1, 2
eingeleiteten Flüssigkeit 8 auf. Durch diese innige
Vermischung kommt es zu einer Aneinanderlagerung und
Zusammenballung der Verunreinigungsteilchen, wie z. B.
Lackpartikel, die nach Austritt des Gemisches durch den
Kanalauslaß 6 wirksam abgeschieden werden. Dabei tritt im
Bereich der Düse 5 und des Kanalauslasses 6 eine starke
Schallerzeugung auf. An dem schüsselförmig ausgebauchten
Abschnitt 3 der Kanalwand 2 erfolgt eine Konzentration und
Reflektion des im Düsenbereich erzeugten Schalls zurück zur
Düse 5. Der Radius des Reflektor-/Konzentratorabschnitt 3
ist dabei ausreichend groß bemessen, um eine wirksame
Schalldämpfung zum Arbeitsraum hin zu erzielen. Der
Reflektor-/Konzentratorabschnitt 3 wirft also den Schall aus
dem Düsenbereich in gebündelter Form zur Düse 5 und zum
Kanalauslaß 6 zurück, so daß ein großer Teil des Schalls in
unschädlicher Weise durch den Kanalauslaß 6 austreten kann
und nicht in den Arbeitsraum gelangt.
Bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführung des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders handelt es sich um eine
Variante der ersten Ausführung, bei der im Vergleich zur
Ausführung gemäß Fig. 1 der Radius r₁ des
Reflektor-/Konzentratorabschnitts 3 größer bemessen ist, so
daß sich eine größere Höhe des Abschnitts 3 ergibt. Außerdem
ist bei dieser Variante die Ausbauchung des Abschnitts 3
nicht soweit in horizontaler Richtung zurückversetzt.
Ebenso wie die erste Ausführung weist die zweite Ausführung
der Erfindung einen zur strichpunktiert eingezeichneten
Achse symmetrischen Einlauf 1a, 2a auf. Auf beiden Seiten
der Einlaufzuströmflächen 1a, 2a sind Wasserreservoirs 11
angeordnet, die ständig über Zuleitungen 12 mit Flüssigkeit
versorgt werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird durch
kontinuierliches Überlaufen der Wasserreservoirs 11 eine
Flüssigkeit an den Kanalwänden 1, 2 entlangrinnend in den
Naßabscheider eingeleitet.
Die in Fig. 3 gezeigte dritte Ausführung des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders ist eine weitere Variante
der ersten und der zweiten Ausführung gemäß den Fig. 1
und 2. Der Reflektor-/Konzentratorabschnitt 3 ist bei dieser
Ausführung aus mehreren geraden Teilabschnitten 13 gebildet,
die dem Reflektor-/Konzentratorabschnitt ebenfalls eine
bauchige Form geben, die den Schall in gebündelter Form zur
Düse 5 und zum Kanalauslaß 6 zurückreflektieren.
Bei den nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 4 und 5
beschriebenen Ausführungen sind entsprechende Bauteile mit
den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 2 und 3
gekennzeichnet. Nachdem der prinzipielle Aufbau und das
Funktionsprinzip der weiteren Ausführungen mit den ersten
drei beschriebenen Ausführungen übereinstimmt, werden für
die weiteren, in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungen
lediglich die Unterschiede in der Gestaltung der
Kanalgeometrie gegenüber den vorherigen Ausführungen
erläutert.
Fig. 4 stellt eine vierte Ausführung des erfindungsgemäßen
Naßabscheiders dar. Dort ist der gesamte Einlauf- und
Expansionsbereich des Strömungskanals achsensymmetrisch zur
strichpunktiert eingezeichneten Achse ausgebildet, wobei die
Kanalwände 1, 2 im Symmetriebereich im Anschluß an die
ebenen Einlaufzuströmflächen kreisbogenförmig mit einem
Radius R₄ gestaltet sind. Der Reflektorabschnitt 33 ist
parallel zur strichpunktierten Symmetrieachse und damit
parallel zur Einlaufströmungsrichtung angeordnet. Die Höhe
des Reflektorabschnitts 33 entspricht der Höhe des
Kanalauslasses 6, wenn die Blende 7 abmontiert ist. Der
ebene Reflektorabschnitt 33 reflektiert den im Düsenbereich
erzeugten Schall ungebündelt zur Düse 5 zurück.
Die in Fig. 5 abgebildete fünfte Ausführung des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders weist einen asymmetrischen
Einlauf 1a, 2a auf, der sich in einem Kanalabschnitt 1d, 2d
mit einem entlang einer Strömungsstrecke konstant bleibenden
Kanalquerschnitt fortsetzt. Der Kanalabschnitt 1d, 2d mit
konstantem Querschnitt ist in bezug auf die Vertikale des
Naßabscheiders um einen Winkel 0° < alpha < 30° geneigt. Die
im Kanalabschnitt 1d, 2d ebene Kanalwand 2 setzt sich in der
gleichen Ebene als ebener Reflektorabschnitt 33 fort, der
aufgrund seiner Neigung gegen die Vertikale um einen Winkel
im angegebenen Bereich den im Düsenbereich erzeugten Schall
in Richtung zur Düse 5 und zum Kanalauslaß 6
zurückreflektiert. Zwar ist aus der US-PS 51 00 442 ein
Naßabscheider mit einer gegen die Vertikale geneigten
Rückwand bekannt, jedoch gibt diese Druckschrift keine Lehre
dahingehend, einen derartigen Neigungswinkel vorzusehen, daß
der im Düsenbereich erzeugte Schall in den Düsenbereich
zurückreflektiert wird.
Sämtlichen vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist ein hoher Wirkungsgrad bei der Abscheidung von
Verunreinigungspartikeln aus der Abluft bei gleichzeitig
sehr geringem, aus dem Naßabscheider in den Arbeitsraum
gelangenden Schallpegel gemeinsam. Weiterhin wird bei allen
Ausführungsbeispielen eine geringe Bauhöhe realisiert, wozu
auch die Ausbildung des Umlenkabschnitts 4 als ebene
Bodenplatte beiträgt. Im Bedarfsfall kann der
Umlenkabschnitt 4 jedoch auch als gekrümmte Kanalwand
ausgebildet werden. Die gezeigten Beispiele des
erfindungsgemäßen Naßabscheiders zeichnen sich ferner durch
weiche Übergänge im Einlauf- und Expansionsbereich des
Strömungskanals aus. Dadurch wird eine stabile
Schichtströmung der Flüssigkeit 8 in diesen Bereichen des
Naßabscheiders realisiert. Diese stabile Schichtströmung
vermeidet eine Verschmutzung der Kanalwände 1, 2 und
verringert somit den Reinigungsaufwand. Die Reinigung sowie
die Wartung des Naßabscheiders wird durch die weichen
Übergänge und durch die gute Zugänglichkeit der einzelnen
Kanalabschnitte erleichtert, wozu auch die lösbare Blende 7
beiträgt. Bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 und 2 sind
sämtliche Übergänge im Strömungskanal weich ausgerundet, so
daß hier eine besonders geringe Verschmutzungsanfälligkeit
gegeben ist. Neben einem geringen Platzbedarf zeichnen sich
die beschriebenen Ausführungsbeispiele durch kleinen
Materialverbrauch und niedrige Fertigungskosten aus, nachdem
zum einen leicht herstellbare ebene Kanalwandabschnitte und
zum anderen Kanalabschnitte mit kreisbogenförmigen
Längsschnitten verwendet werden, die z. T. für beide
Kanalwände 1, 2 identisch sind. Schließlich ist zu den
Ausführungen gemäß den Fig. 1 bis 3 noch zu bemerken, daß
die dortigen kombinierten Reflektor-/Konzentratorabschnitte
3 auch zu besonders geringen Druckverlusten in der Düse 5
beitragen, was den Wirkungsgrad des Naßabscheiders bei der
Abscheidung von Verunreinigungen aus der Abluft erhöht.
Natürlich können die beispielhaft beschriebenen Ausführungen
des erfindungsgemäßen Naßabscheiders im Rahmen der
Patentansprüche zusätzlich abgewandelt werden.
Claims (17)
1. Naßabscheider zum Reinigen von mit Partikeln
verunreinigter Abluft (9) aus einem Arbeitsraum,
insbesondere zum Reinigen von Abluft (9) mit
Lackpartikeln aus einer Lackierspritzkabine,
mit einem an den Arbeitsraum angrenzenden, durch zwei
im Abstand verlaufende Kanalwände (1, 2) in seinem
Querschnittsverlauf festgelegten Strömungskanal, in den
die verunreinigte Abluft (9) einströmt und in den, an
den Kanalwänden (1, 2) entlangrinnend, eine Flüssigkeit
(8) eingeleitet wird, wobei der Strömungskanal
folgendes umfaßt:
- - einen Einlauf (1a, 1b, 2a, 2b),
- - einen sich anschließenden Expansionsabschnitt (1c, 2c),
- - einen sich anschließenden Umlenkabschnitt (4), der die Abluftströmung in eine Richtung quer zur Strömungsrichtung im Einlauf (1a, 1b, 2a, 2b) umlenkt,
- - eine sich anschließende Düse (5),
- - einen sich anschließenden Kanalauslaß (6), an dem eine abrupte Verringerung (7) des Kanalquerschnitts vorgesehen ist, und
- - einen Reflektorabschnitt (3; 33), der an der der Düse (5) in Richtung entgegen der Düsenströmungsrichtung gegenüberliegenden Kanalwand (2) ausgebildet ist und der den im Bereich der Düse (5) entstehenden Schall im wesentlichen zur Düse (5) zurückreflektiert.
2. Naßabscheider nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektorabschnitt
zusätzlich als Konzentrator (3) ausgebildet ist.
3. Naßabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektorabschnitt
(3) im Längsschnitt schüsselförmig ausgebildet ist und
mit seiner konkaven Seite der Düse (5) zugewandt ist.
4. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektorabschnitt
(3) im Längsschnitt eine kreisförmige, parabelförmige
oder hyperbelförmige Oberfläche aufweist.
5. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektorabschnitt
(3) im Längsschnitt zwei oder mehrere gerade
Teilabschnitte (13) aufweist.
6. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektorabschnitt
(3) im Längsschnitt zwei oder mehrere Teilabschnitte
mit unterschiedlichen Kurvenradien aufweist.
7. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die den
Reflektorabschnitt (3) enthaltende Kanalwand (2) einen
im wesentlichen S-förmigen Längsschnittsverlauf hat.
8. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sämtliche Oberflächen
der Kanalwände (1, 2) gekrümmt sind.
9. Naßabscheider nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektorabschnitt
als ebene Fläche (33) ausgebildet ist.
10. Naßabscheider nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der ebene
Reflektorabschnitt (33) im wesentlichen parallel zur
Vertikalen verläuft.
11. Naßabscheider nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der ebene
Reflektorabschnitt (33) in einem derartigen Winkel
gegen die Vertikale geneigt ist, daß der im
Düsenbereich erzeugte Schall im wesentlichen zur Düse
(5) und zum Kanalauslaß (6) zurückreflektiert wird.
12. Naßabscheider nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel
(alpha) des ebenen Reflektorabschnitts (33) in bezug
auf die Vertikale im Bereich von 0° < alpha < 30°
liegt.
13. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Einlauf (1a, 1b,
2a, 2b) achsensymmetrisch ist.
14. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kanalquerschnitt
sich entlang des Strömungsverlaufs im Einlauf (1a, 1b,
2a, 2b) kontinuierlich verringert und im
Expansionsabschnitt (1c, 2c) kontinuierlich vergrößert.
15. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest die
Übergänge der Kanalwände (1, 2) im Bereich des Einlaufs
(1a, 1b, 2a, 2b) und des Expansionsabschnitts (1c, 2c)
weich ausgerundet sind.
16. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der den Kanalauslaß
(6) mit dem Reflektorabschnitt (3; 33) verbindende
Kanalwandabschnitt (4) als ebene Fläche ausgebildet ist.
17. Naßabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen Einlauf (1a,
1b, 2a, 2b) und Expansionsabschnitt (1c, 2c) ein
Kanalabschnitt (1d, 2d) mit gleichbleibendem
Querschnitt vorgesehen ist.
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