EP1104876A1 - Belüftungsvorrichtung und Verfahren zur Belüftung eines Freiflächenarbeitsplatzes in einer Werkhalle - Google Patents

Belüftungsvorrichtung und Verfahren zur Belüftung eines Freiflächenarbeitsplatzes in einer Werkhalle Download PDF

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EP1104876A1
EP1104876A1 EP00125467A EP00125467A EP1104876A1 EP 1104876 A1 EP1104876 A1 EP 1104876A1 EP 00125467 A EP00125467 A EP 00125467A EP 00125467 A EP00125467 A EP 00125467A EP 1104876 A1 EP1104876 A1 EP 1104876A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
workshop
suction
ventilation device
blowout
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00125467A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Vollmer Heinz-Georg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olt Oberflachen- Luft- und Trocknungstechnik GmbH
Original Assignee
Olt Oberflachen- Luft- und Trocknungstechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Olt Oberflachen- Luft- und Trocknungstechnik GmbH filed Critical Olt Oberflachen- Luft- und Trocknungstechnik GmbH
Publication of EP1104876A1 publication Critical patent/EP1104876A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F24F3/163—Clean air work stations, i.e. selected areas within a space which filtered air is passed

Definitions

  • the invention relates to a ventilation device for ventilation an open space workplace in a workshop, in harmful gas, steam or dust emissions occur.
  • the task therefore arises of supplying a defined Open space painting area within a workshop with tempered supply air and effective, targeted pollutant removal secure from the open space workplace, through which the other areas of the workshop without separation must be kept free of pollutants by means of cabin walls.
  • Round and elongated air inlet elements are intended under the suction duct be understood as they are known from air conditioning technology are.
  • the forced air flow generated by the long throw nozzle exists from a support jet and a surrounding jet, for example rotationally paraboloidal air jacket flow. Which during of the work process developing or separating pollutants are detected by the air jacket flow and over a known suction device discharged. This is how each one is created selected workplace protective "air curtain", which always guarantees clean breathing air to the worker.
  • All workpieces can be moved to a location that is accessible to the crane can be processed within the hall. When painting priming and topcoating and also evaporating or drying in the same place without a Relocation of the workpieces is required.
  • This ventilation system is particularly suitable for large and bulky constructions, that are not placed in a paint booth can.
  • two long-throw nozzles are formed a ventilation section arranged side by side are that the air jacket flows overlap, and the suction channel each below the overlapping area of the air jacket flows a ventilation section is arranged.
  • Polluted particles contaminated air especially in the air jacket flow can be suctioned off in a targeted manner.
  • the strong support jet is created by the off-center suction hardly affected, causing turbulence from stressed can be reduced with pure indoor air.
  • the effectiveness of ventilation for example with a painting booth is comparable.
  • forced air flows are only established where they are is worked. So it is not necessary the whole Work piece with an air curtain to "envelop" the air quality secure at work and pollutant emissions in adjacent areas in the workshop.
  • the air supply channel at least an air heater is connected upstream, which is the sucked in Air warmed above the air temperature in the workshop, see above that tempering at the same time as ventilation and pollutant removal the room air is to be caused.
  • the air speed in the work area is at work, in those with the strong accumulation of suspended particles and / or Aerosols can be expected, advantageously at 0.30 to 0.45 m / s and thus twice as high as with conventional ventilation devices. This creates a high degree of air exchange and achieves a high cleaning effect.
  • the flow rate can be increased up to 2 m / s. This will Heat transfer significantly improved and the drying time reduced. It should therefore be borne in mind that usually such a rapid drying process is otherwise only possible in narrow, closed Cabins is possible.
  • blow-out or suction power is here as that per unit of time flowing air volume defined.
  • the ventilation device Invention creates a directed cross flow on the hall floor, those under elevated workpieces or parked Vehicles pulls in and pollutants from their underside away. At the same time, however, it shields the workplace Maintain air curtain so that also prevents will that pollutant from the workplace in the adjacent area arrive in the workshop.
  • the ratio of the first Suction power to the second suction power corresponds to the second blow-out rate. So will be on the first Long throw nozzle with 60% of the available air volume per unit of time blown out, so with this advantageous training of the method on the arranged below the first long throw nozzle Suction channel with 40% of the power sucked in and vice versa.
  • the sucked in fresh air can after step a) up to A specific temperature setpoint is reached by 2 ° to 5 ° warmed to the air temperature given in the workshop become. This is a progressive warming of the room air reached in the workshop.
  • the specified temperature increase is chosen so low that it is when blowing out the warmed air by means of the long-throw nozzles does not cause disturbances the air flow comes from convection.
  • the ventilation device 100 shows a ventilation device 100 according to the invention shown, which is installed in a workshop 200.
  • the ventilation device 100 consists essentially of a Row of long throw nozzles 110.1, ..., 110.6, on the hall ceiling 230 are arranged, and from suction channels 120.1, ..., 120.3, which are integrated in the hall floor 220.
  • the long throw nozzles 110.1, ..., 110.6 are above a gantry crane 210 arranged, which can be moved on a crane track 212 and are through a common air supply duct 112 fed.
  • a motorized, remotely controllable flap is arranged, with which the flow of each long throw nozzle passes through individually a control unit, not shown, can be regulated, to bring the air to the pollutant source and dissipate.
  • the suction channels 120.1, ..., 120.3 are covered with gratings and are arranged below the hall floor 220 Intake duct 122 connected to each other. At every Suction channel 120.1, ..., 120.3 is a motor-operated, remote controllable flap arranged.
  • Fresh air is supplied by a radial fan 130 via a Pre-filter sucked in.
  • the degree of contamination of the pre-filter is, for example, via signal displays on the control unit displayed.
  • the fresh air is in a downstream Air heater 114, which with hot water or directly with gas or Oil is heated to a temperature difference of approx. 2 ... 5 K. warmed above the hall temperature.
  • the regulation of the supply air temperature takes place automatically via the control unit.
  • a fuse for the air heater 114 is a minimal and a maximum thermostat built in, making overheating impossible is.
  • a first ventilation section 112.1 Form two adjacent long throw nozzles 110.1 and 110.2 a first ventilation section 112.1, in which contaminated Air blown down and through an exhaust duct 120.1 is suctioned off.
  • the exhaust air duct 122 is the exhaust air loaded with pollutants from the workshop 200 removed. The exhaust air is washed out in a known manner and / or filtered dry and then either fed back to the circuit via an air shaft 132 or blown out through a chimney 134.
  • each of the long throw nozzles shown in Figure 1 110.1, ..., 110.6 are distributed over the length of the hall Long throw nozzles arranged. So that in every ventilation section 112.1, ..., 112.3, which are indicated by the dashed lines 5.2 and 5.3 are indicated, an air curtain is generated. Within of each ventilation section 112.1, ..., 112.3 is a Open space job created. A larger one is preferred Open space workstation 240A between the ventilation sections 112.1 and 112.2 or an open space workplace 240B created between ventilation sections 112.2 and 112.3.
  • the suction channels 120.1, ..., 120.3 are arranged so that air is out the air jacket flow 4.1 of the forced air flows 4.1, 4.2 one Ventilation section 112.1 is suctioned off during the support jet 6.1, 6.2 next to the suction duct 120.1 on the hall floor 220 hits.
  • FIG. 2 the inventive method for ventilation of an open space workplace 340 in one Workshop 300 explained with a ventilation device.
  • an inventive one Ventilation device installed in a workshop 300, in which a vehicle 350 on all sides, also from the bottom, can be painted.
  • Fresh air is drawn in, possibly in a not shown Air heater warmed up and into an air supply duct 112, the ceiling 330 of the workshop 300 is appropriate.
  • the fresh air is supplied with a first blowout blown out through a first long throw nozzle 110.1, whereby a first forced air flow 4.1 is caused which the hall floor 320 is directed.
  • a second forced air flow 4.2 with a second blowout, which is smaller than the first blow-out line, blown out by a long throw nozzle 110.2.
  • the regulation takes place by means of Adjustable flaps on the long throw nozzles 110.1, 110.2 and / or are attached in the air supply duct 112.
  • a division of the air flow can also be in a ratio of the blowing rate for air flows 4.1, 4.2 from 60% to 40% to 90% up to 10%.
  • the suction channels 120.1, 120.2 and the working pit 324 are connected to a common exhaust duct 122.
  • About the Extraction ducts 120.1, 120.2 become the exhaust air on hall floor 320 sucked out of the air jacket 5.1, 5.2. This is below the first forced air flow 4.1 with a first suction power on the suction channel 120.1 and below the second Forced air flow 4.2 with a second suction at the Suction channel 120.2 extracted.
  • the suction power on the suction channels 120.1 and 120.2 set so that the blow out under 80% power Long throw nozzle 110.1 arranged suction channel 120.1 is only operated on 20% of the possible suction power and vice versa.
  • the smaller portion of the air flow 4.1, 4.2 when blowing out and suction serves to maintain a sideways next to the vehicle 350 flowing air curtain.
  • the ventilation device is also in accordance with the drying mode the method of the invention used in cross-current operation, to e.g. for a painted commercial vehicle 350 the lower one Area with warm air and an improved and / or to effect accelerated drying.
  • the air speed in the work area in spraying operation is between 0.30 and 0.45 m / s. With a spray booth area measuring 20 x 10 x 7.5 m, an air flow of only 50,000 m 3 / h is required. This air flow corresponds to the template of the European standard prEN 12215, as well as the professional association regulation ZH 1/140 "Safety rules for air pollution control systems at the workplace.”

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung zur Belüftung eines Freiflächenarbeitsplatzes (240A, 240B) in einer Werkhalle (200), in der gesundheitsschädliche Gas-, Dampf- oder Staubemissionen auftreten, mit folgenden Einzelteilen:
  • wenigstens zwei Reihen von Weitwurfdüsen (110.1, ..., 110.6), die aus einem oberhalb des Freiflächenarbeitsplatzes (240A; 240B) angeordneten Luftzuführungskanal (112) mit Frischluft gespeist sind und die jeweils eine auf den Hallenboden (220) gerichtete Zwangsluftströmung (4.1, 4.2) erzeugen, die jeweils einen Stützstrahl (6.1, 6.2) und einen diesen umgebenden, rotationsparaboloidförmigen Luftmantelstrom (5.1, 5.2) umfaßt, und
  • wenigstens einem im Bereich eines Hallenbodens (220) angeordneten Absaugkanal (120.1;...;120.3), über den Abluft aus der Werkhalle (200) absaugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung zur Belüftung eines Freiflächenarbeitsplatzes in einer Werkhalle, in der gesundheitsschädliche Gas-, Dampf- oder Staubemissionen auftreten.
In vielen Fällen müssen im Maschinen- und Schiffbau sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik große und sperrige Werkstücke, Fahrzeuge und transportable Bauten lackiert, gestrahlt oder geschliffen werden. Die Bearbeitung solcher großen und sperrigen Werkstücke in geschlossenen Kabinen ist schwierig, da neben den hohen Investitionskosten für ein entsprechend gro-ßes Kabinengehäuse mit Toren, Beleuchtung usw. sich der Transport der Teile in und aus der Kabine schwierig und zeitaufwendig gestaltet.
Durch die Installation herkömmlicher Ausblas-Feinfilterdecken in einer Halle oberhalb des Hallenkranes unter Verzicht auf eine Kabinenumhausung kann keine gerichtete Luftströmung erreicht werden, da die erwärmte Zuluft beim Austritt aus der Filterdecke in die kühlere Hallenluft nur ca. 2...3 m nach unten strömen würde, um anschließend seitlich auszuweichen, zu verwirbeln und sich schließlich unter dem Hallendach anzusammeln. Der Luftimpuls bei einer maximal erreichbaren Luftsink-geschwindigkeit von 0,15 ... 0,20 m/s ist zu gering, um den Boden und damit die Schadstoffquelle zu erreichen.
In der Klima- und Raumlufttechnik sind sogenannte Weitwurfdüsen zur Hallenbelüftung bekannt (vgl. JOSEF HAAZ - "Luftdurchlässe in der Raumlufttechnik" in: IKZ-Haustechnik 6/97, Stro-bel-Verlag, Arnsberg; S. 164 ff.). Mit diesen Weitwurfdüsen kann von der Hallendecke herab eine nach unten gerichtete Luftströmung aufgebaut und unterhalten werden. Es können gro-ße Strahllängen erzielt werden, so daß Weitwurfdüsen zur Belüftung und Beheizung auch von sehr hohen Hallenbauten, beispielsweise in Werften, geeignet sind. Beim Aufprall des von der Hallendecke ausgeblasenen Luftstroms auf den Boden kommt es zu Verwirbelungen, wodurch eine Durchmischung von frischer und verbrauchter bzw. von warmer und kalter Luft erfolgt. Die Durchmischung in der Bodenzone ist zwar in der Klimatechnik vorteilhaft zur Erhöhung des Luftaustausches. Für die Verwendung in mit Schadstoffpartikeln oder Aerosolen belasteten Atmosphären in geschlossenen Hallen ist die in bekannter Weise bewirkte Belüftung mit Weitwurfdüsen jedoch ungeeignet, denn die gerade im Bodenbereich konzentriert vorliegenden Schwaden von Lackpartikeln, Schleifstaub und anderen Schwebteilchen würden sich infolge der Verwirbelung durch die gesamte Halle verteilen und auch in sauber zu haltende Arbeitsbereiche gelangen.
Mit bekannten Belüftungsvorrichtungen ist es insbesondere nicht möglich, eine gezielte Entlüftung unter einem aufgebockten Werkstück oder unter einem Fahrzeug zu bewirken. Daher ist beispielsweise der Lackierer bei Arbeiten am Fahrzeugboden extremen Schadstoffbelastungen ausgesetzt.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Versorgung eines definierten Freiflächenlackierplatzes innerhalb einer Werkhalle mit temperierter Zuluft und eine wirksame, gezielte Schadstoffabfuhr aus dem Freiflächenarbeitsplatzes zu sichern, durch welche die übrigen Bereiche der Werkhalle ohne Trennung mittels Kabinenwänden schadstofffrei zu halten sind.
Weiterhin soll eine Entlüftung unterhalb von aufgeständerten Werkstücken und/oder unter Fahrzeugen ermöglicht werden.
Diese Aufgaben werden mit einer Belüftungsvorrichtung für einen Freiflächenarbeitsplatz in einer Werkhalle gelöst, die folgende Einzelteile aufweist:
  • wenigstens zwei Reihen von Weitwurfdüsen, die aus einem oberhalb des Freiflächenarbeitsplatzes angeordneten Luftzuführungskanal mit Frischluft gespeist sind und die jeweils eine auf den Hallenboden gerichtete Zwangsluftströmung erzeugen, die jeweils einen Stützstrahl und einen diesen umgebenden, rotationsparaboloidförmigen Luftmantelstrom umfaßt, und
  • wenigstens einen im Bereich eines Hallenbodens angeordneten Absaugkanal über die Abluft aus der Werkhalle ansaugbar ist.
Hierzu finden Verwendung die aus der Klimatechnik bekannten Weitwurfdüsen, die jeweils eine den Arbeitsplatz umgebende Zwangsluftströmung erzeugen, der aus der Höhe bis zu 20 m auf den Hallenboden gelangen kann.
Unter Saugkanal sollen runde und längliche Lufteinlaßelemente verstanden werden, wie sie aus der Klimatechnik an sich bekannt sind.
Der durch die Weitwurfdüse erzeugte Zwangsluftströmung besteht aus einem Stützstrahl und einem diesen umgebenden, etwa rotationsparaboloidförmigen Luftmantelstrom. Die sich während des Arbeitsprozesses entwickelnden oder abscheidenden Schadstoffe werden von dem Luftmantelstrom erfaßt und über eine bekannte Ansaugvorrichtung abgeführt. So entsteht ein den jeweiligen ausgewählten Arbeitsplatz schützender "Luftvorhang", der dem Arbeiter stets saubere Atemluft gewährleistet.
Alle Werkstücke können an einer dem Kran zugänglichen Stelle innerhalb der Halle bearbeitet werden. Beim Lackieren können das Grundieren und das Decklackieren und auch das Abdunsten bzw. Trocknen an der gleichen Stelle erfolgen, ohne daß ein Umlagern der Werkstücke erforderlich ist. Dieses Lüftungssystem eignet sich insbesondere für große und sperrige Konstruktionen, die nicht in eine Lackierkabine eingebracht werden können.
Vorteilhafterweise sind jeweils zwei Weitwurfdüsen unter Bildung einer Belüftungssektion so nebeneinander angeordnet sind, daß die Luftmantelströme überlappen, und der Absaugkanal jeweils unterhalb des überlappenden Bereichs der Luftmantelströme einer Belüftungssektion angeordnet ist. Die mit Schadstoffpartikeln belastete Luft, die insbesondere im Luftmantelstrom geführt wird, kann so gezielt abgesaugt werden. Der starke Stützstrahl wird durch die außerzentrische Absaugung kaum beeinträchtigt, wodurch Verwirbelungen von belasteter mit reiner Raumluft vermindert werden. Von Vorteil ist dabei, daß die Versorgung des Arbeiters mit erwärmter Zuluft und die Schadstoffabfuhr nach Bedarf in einer Belüftungssektion oder zwischen mehreren Belüftungssektionen erfolgen kann, wobei die Wirksamkeit der Belüftung beispielsweise mit einer Lackierkabine vergleichbar ist. Während der Arbeit, beispielsweise beim Lackieren einer längeren Stahlkonstruktion, werden nur dort Zwangsluftströmungen aufgebaut, wo gerade gearbeitet wird. Es ist also nicht erforderlich, das gesamte Werkstück mit einem Luftvorhang "einzuhüllen", um die Luftqualität am Arbeitsplatz zu sichern und die Schadstoffemission in angrenzende Bereiche in der Werkhalle zu unterbinden. Durch das gezielte Ansteuern einer Belüftungssektion um die tatsächlich benötigte Arbeitsfläche herum wird ein beachtliches Frischluftersparnis und Energieeinsparung erreicht.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß dem Luftzuführungskanal wenigstens ein Lufterhitzer vorgeschaltet ist, der die angesaugte Luft über die Lufttemperatur der Werkhalle erwärmt, so daß zugleich mit der Belüftung und Schadstoffabfuhr eine Temperierung der Raumluft zu bewirken ist.
Die Luftgeschwindigkeit im Arbeitsbereich liegt bei Arbeiten, bei denen mit dem starken Anfall von Schwebteilchen und/oder Aerosolen zu rechnen ist, vorteilhafterweise bei 0,30 bis 0,45 m/s und damit doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Belüftungsvorrichtungen. Hierdurch wird ein hoher Luftaustauschgrad und eine hohe Reinigungswirkung erzielt.
Für einen Lacktrocknungsbetrieb kann die Strömungsgeschwindigkeit auf bis zu 2 m/s erhöht werden. Hierdurch wird der Wärmeübergang wesentlich verbessert und die Trocknungszeit reduziert. Daher ist zu berücksichtigen, daß üblicherweise ein solch rascher Trockungsvorgang sonst nur in engen, abgeschlossenen Kabinen möglich ist.
Die Aufgabe, eine Entlüftung unterhalb von aufgeständerten Werkstücken und/oder unter Fahrzeugen zu ermöglichen, wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch ein Verfahren zur Belüftung eines Freiflächenarbeitsplatzes in einer Werkhalle gelöst, das folgende Verfahrensschritte umfaßt:
  • a) Ansaugen von Frischluft;
  • b) Weiterleitung der Frischluft in einen Luftzuführungskanal;
  • c) Ausblasen eines ersten Zwangsluftstroms mit einer ersten Ausblasleistung;
  • d) Ausblasen eines seitlich dazu versetzten, zweiten Zwangsluftstroms mit einer zweiten Ausblasleistung, die kleiner ist als die erste Ausblasleitung;
  • e) Ansaugen der Abluft aus dem Luftmantel am Hallenboden, wobei unterhalb des ersten Zwangsluftstroms mit einer ersten Ansaugleistung und unterhalb des zweiten Zwangsluftstroms mit einer zweiten Ansaugleistung, die größer ist als die erste Ansaugleistung, angesaugt wird; und
  • f) Filtern der am Hallenboden angesaugten Abluft.
    • Die Ausblas- bzw. Ansaugleistung ist hier als das pro Zeiteinheit strömende Luftvolumen definiert.
    Mit diesem Verfahren wird mit der Belüftungsvorrichtung der Erfindung eine gerichtete Querströmung am Hallenboden erzeugt, die unter aufgeständerten Werkstücken oder abgestellten Fahrzeugen herzieht und Schadstoffe von deren Unterseite entfernt. Zugleich wird aber der den Arbeitsplatz abschirmende Luftvorhang aufrechterhalten, so daß ebenfalls verhindert wird, daß Schadstoff aus dem Arbeitsplatz in angrenzende Bereich in der Werkhalle gelangen.
    Besonders gute Ergebnisse in Bezug auf die Entfernung von Schadstoffen aus dem Arbeitsbereich im Allgemeinen und von der Werkstückunterseite im Besonderen werden erhalten, wenn das Verhältnis zwischen der ersten Ausblasleistung und der zweiten Ausblasleistung 6:4 bis 9:1 beträgt. Dabei entspricht die Summe der Ausblasleistungen an den einzelnen Weitwurfdüsen 100% der pro Zeiteinheit verfügbaren Gesamtluftmenge im Luftzuführungskanal. Bei den angegebenen Verhältnissen entfallen dann 60% bis 90% auf die erste Ausblasleistung und 40% bis 10% auf die zweite.
    Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Verhältnis der ersten Ansaugleistung zur zweiten Ansaugleistung dem Kehrwert des Verhältnisses zwischen der ersten Ausblasleistung und der zweiten Ausblasleistung entspricht. Wird also an der ersten Weitwurfdüse mit 60% der verfügbaren Luftmenge pro Zeiteinheit ausgeblasen, so wird bei dieser vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens an der unterhalb der ersten Weitwurfdüse angeordneten Absaugkanal mit 40% der Leistung angesaugt und umgekehrt.
    Die angesaugte Frischluft kann nach dem Schritt a) bis zur Erreichung eines bestimmten Temperatur-Sollwerts um 2° bis 5° über die in der Werkhalle gegebene Lufttemperatur erwärmt werden. Damit wird eine fortschreitende Erwärmung der Raumluft in der Werkhalle erreicht. Die angegebene Temperaturerhöhung ist dabei so niedrig gewählt, daß es beim Ausblasen der angewärmten Luft mittels der Weitwurfdüsen nicht zu Störungen der Luftströmung infolge von Konvektion kommt.
    Die Erfindung wird unter Bezug auf die Zeichnung mit Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
    Fig. 1
    schematisch eine in einer Werkhalle installierte Belüftungsvorrichtung, mit einer vertikal gerichteten Zwangsluftströmung,
    Fig.2
    die Belüftungsvorrichtung gemäß Fig. 1, mit zwei sich überlappenden Zwangsluftströmungen.
    In Figur 1 ist eine Belüftungsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung dargestellt, die in eine Werkhalle 200 eingebaut ist. Die Belüftungsvorrichtung 100 besteht im wesentlichen aus einer Reihe von Weitwurfdüsen 110.1,...,110.6, die an der Hallendecke 230 angeordnet sind, und aus Absaugkanaln 120.1,...,120.3, die in den Hallenboden 220 integriert sind.
    Die Weitwurfdüsen 110.1,...,110.6 sind oberhalb eines Portalkrans 210 angeordnet, der auf einer Kranbahn 212 verfahrbar ist, und werden durch einen gemeinsamen Luftzuführungskanal 112 gespeist. An jeder der Weitwurfdüsen 110.1,...,110.6 ist eine motorisch betriebene, fernsteuerbarer Stellklappe angeordnet, mit der die Strömung jeder Weitwurfdüse einzeln durch eine nicht dargestellte Steuereinheit geregelt werden kann, um so die Luft gezielt an die Schadstoffquelle zu bringen und abzuführen.
    Die Absaugkanäle 120.1,...,120.3 sind mit Gitterrosten abgedeckt und sind über einen unterhalb des Hallenbodens 220 angeordneten Ansaugkanal 122 miteinander verbunden. An jeder Absaugkanal 120.1,...,120.3 ist eine motorisch betriebene, fernsteuerbare Stellklappe angeordnet.
    Durch Steuerung der ausgeblasenen Luftmengen mittels der Stellklappen an den Weitwurfdüsen 110.1,...,110.6 und den Absaugkanälen 120.1,...,120.3 oder mittels Regulierung der Luftströmung im Luftzuführungskanal 112 und Abluftkanal 122 läßt sich ein Vertikallüftungsbetrieb oder ein Kreuzstrombetrieb gemäß dem Verfahren der Erfindung einstellen.
    Frischluft wird von einem Radialventilator 130 über einen Vorfilter angesaugt. Der Verschmutzungsgrad des Vorfilters wird beispielsweise über Signalanzeigen an der Steuereinheit angezeigt. Die Frischluft wird in einem nachgeschalteten Lufterhitzer 114, der mit Warmwasser oder direkt mit Gas oder Öl beheizt ist, auf eine Temperaturdifferenz von ca. 2...5 K über der Hallentemperatur erwärmt. Die Regelung der Zulufttemperatur erfolgt dabei automatisch über die Steuereinheit. Als Sicherung für den Lufterhitzer 114 ist ein Minimal- und ein Maximal-Thermostat eingebaut, so daß ein Überhitzen unmöglich ist.
    Nach dem Austritt aus dem Lufterhitzer 114 wird die erwärmte Luft durch den Luftzuführungskanal 112 und die Weitwurfdüsen 112.1,...,112.3 in die Werkhalle 200 geblasen.
    Zwei nebeneinanderliegende Weitwurfdüsen 110.1 und 110.2 bilden eine erste Belüftungssektion 112.1, in welcher schad-stoffbelastete Luft nach unten geblasen und durch einen Absaugkanal 120.1 abgesaugt wird. Durch den Abluftkanal 122 wird die mit Schadstoffen befrachtete Abluft aus der Werkhalle 200 entfernt. Die Abluft wird in bekannter Weise ausgewaschen und/oder trocken gefiltert und anschließend entweder über einen Luftschacht 132 dem Kreislauf wieder zugeführt oder über einen Kamin 134 ausgeblasen.
    Hinter jeder der in Figur 1 dargestellten Weitwurfdüsen 110.1,...,110.6 sind über die Länge der Halle verteilt weitere Weitwurfdüsen angeordnet. Damit wird in jeder Belüftungssektion 112.1,...,112.3, die durch die gestrichelten Linien 5.2 und 5.3 angedeutet sind, ein Luftvorhang erzeugt. Innerhalb einer jeden Belüftungssektion 112.1,...,112.3 wird jeweils ein Freiflächenarbeitsplatz geschaffen. Bevorzugt wird ein größerer Freiflächenarbeitsplatz 240A zwischen den Belüftungsektionen 112.1 und 112.2 oder ein Freiflächenarbeitsplatz 240B zwischen den Belüftungsektionen 112.2 und 112.3 geschaffen.
    In der in Figur 1 dargestellten Werkhalle 200 sind damit zwei Spritzbereiche gleichzeitig oder nacheinander nutzbar, die vollständig im Wirkungsbereich des Portalkrans 210 liegen, so daß auch sehr schwere und große Werkstücke in die Freiflächenarbeitsplätze 240A, 240B zu transportieren sind.
    Im Vertikallüftungsbetrieb strömt die Luft, wie in Figur 1 dargestellt, von den Weitwurfdüsen 110.1, 110.2 der ersten Belüftungssektion 112.1 nach unten zum Hallenboden 220. Dabei bilden sich durch die Geometrie der Weitwurfdüse bedingt rotationsparaboloidförmige Zwangsluftströme 4.1, 4.2. Jeder Zwangsluftstrom 4.1, 4.2 setzt sich jeweils aus einem inneren, zigarrenförmigen Stützstrahl 6.1, 6.2 und einem diesen umhüllenden Luftmantelstrom 5.1, 5.2 zusammen. Die Absaugkanäle 120.1,...,120.3 sind so angeordnet, daß Luft jeweils aus dem Luftmantelstrom 4.1 der Zwangsluftströme 4.1, 4.2 einer Belüftungssektion 112.1 abgesaugt wird, während der Stützstrahl 6.1, 6.2 neben dem Absaugkanal 120.1 auf den Hallenboden 220 auftrifft.
    Unter Bezug auf Figur 2 wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Belüftung eines Freiflächenarbeitsplatzes 340 in einer Werkhalle 300 mit einer Belüftungsvorrichtung erläutert. Bei dem in Figur 2 dargestellten Beispiel ist eine erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung in eine Werkhalle 300 eingebaut, in der ein Fahrzeug 350 allseitig, auch von der Unterseite, lackiert werden kann.
    Frischluft wird angesaugt, gegebenenfalls in einem nicht dargestellten Lufterhitzer erwärmt und in einen Luftzuführungskanal 112 geleitet, der an der Decke 330 der Werkhalle 300 angebracht ist.
    Die zugeführte Frischluft wird mit einer ersten Ausblasleistung durch eine erste Weitwurfdüse 110.1 ausgeblasen, wodurch eine erste Zwangsluftströmung 4.1 hervorgerufen wird, die auf den Hallenboden 320 gerichtet ist. Seitlich dazu versetzt wird ein zweiter Zwangsluftstroms 4.2 mit einer zweiten Ausblasleistung, die kleiner ist als die erste Ausblasleitung, durch eine Weitwurfdüse 110.2 ausgeblasen. Beispielsweise wird 80% des im Luftzuführungskanal 112 zur Verfügung stehenden Luftstroms durch die Weitwurfdüse 110.1 geleitet und 20% durch die Weitwurfdüse 110.2. Die Regulierung erfolgt mittels Stellklappen, die an den Weitwurfdüsen 110.1, 110.2 und/oder im Luftzuführungskanal 112 angebracht sind. Eine Aufteilung des Luftstroms kann auch in einem Verhältnis der Ausblasleistung für die Luftströme 4.1, 4.2 von 60% zu 40% bis 90% zu 10% vorgenommen werden.
    In den Hallenboden 320 sind Absaugkanäle 120.1, 120.2 und eine Arbeitsgrube 324 integriert, durch welche das darüber abgestellte Fahrzeug 350 von der Unterseite her zugänglich ist. Die Absaugkanäle 120.1, 120.2 und die Arbeitsgrube 324 sind an einen gemeinsamen Abluftkanal 122 angeschlossen. Über die Absaugkanäle 120.1, 120.2 wird am Hallenboden 320 die Abluft aus dem Luftmantel 5.1, 5.2 abgesaugt. Hierbei wird unterhalb des ersten Zwangsluftstroms 4.1 mit einer ersten Absaugleistung an dem Absaugkanal 120.1 und unterhalb des zweiten Zwangsluftstroms 4.2 mit einer zweiten Absaugleistung an der Absaugkanal 120.2 abgesaugt.
    Im gleichen Verhältnis wie die Aufteilung des ausgeblasenen Luftstroms, jedoch seitenverkehrt, wird bei dem Verfahren der Erfindung die Ansaugleistung an den Absaugkanälen 120.1 und 120.2 so eingestellt, daß die unter der mit 80% Leistung ausblasenden Weitwurfdüse 110.1 angeordnete Absaugkanal 120.1 nur auf 20% der möglichen Ansaugleistung betrieben wird und umgekehrt. Hierdurch wird bewirkt, daß der starke Luftstrom 4.1 zunächst aus der Weitwurfdüse 120.1 bis in die Nähe des Hallenbodens 320 geworfen wird und dann durch den seitlich versetzt angeordneten, mit hoher Leistung betriebenen Absaugkanal 120.2 umgelenkt wird. Es ergibt sich hierdurch im Bodenbereich, unterhalb des in Figur 2 dargestellten Fahrzeugs 350 eine gerichtete Querströmung, die darunter herzieht und dort vorhandenen Lacknebel, Schleifstaub und dgl. entfernt. Der jeweils kleinere Anteil des Luftstroms 4.1, 4.2 beim Ausblasen und Ansaugen dient zur Aufrechterhaltung eines seitlich neben dem Fahrzeug 350 strömenden Luftvorhangs.
    Auch im Trocknungsbetrieb wird die Belüftungsvorrichtung gemäß dem Verfahren der Erfindung im Kreuzstrombetrieb eingesetzt, um z.B. bei einem lackierten Nutzfahrzeug 350 den unteren Bereich mit Warmluft zu bestreichen und eine verbesserte und/oder beschleunigte Trocknung zu bewirken.
    Die Luftgeschwindigkeit im Arbeitsbereich liegt im Spritzbetrieb zwischen 0,30 bis 0,45 m/s. Bei einer Spritzkabinenfläche mit den Abmessungen 20 x 10 x 7.5 m ist somit ein Luftstrom von nur 50.000 m3/h erforderlich. Dieser Luftstrom entspricht der Vorlage der europäischen Norm prEN 12215, sowie der berufsgenossenschaftlichen Vorschrift ZH 1/140 "Sicherheitsregeln für Anlagen zur Luftreinhaltung am Arbeitsplatz."
    Mit der sektionalen Lüftung werden die vorgeschriebenen MAK-Werte und die Unterschreitung der "unteren Explosionsgrenze" bei der Verarbeitung lösemittelhaltiger Lacke sicher erreicht. Sie bedeutet bei einwandfreier Absaugung von Schadstoffen ein äußerst wirtschaftliches Arbeiten der Anlage.

    Claims (10)

    1. Belüftungsvorrichtung zur Belüftung eines Freiflächenarbeitsplatzes (240A, 240B; 340) in einer Werkhalle (200; 300), in der gesundheitsschädliche Gas-, Dampf- oder Staubemissionen auftreten, mit folgenden Einzelteilen:
      wenigstens zwei Reihen von Weitwurfdüsen (110.1, ..., 110.6), die aus einem oberhalb des Freiflächenarbeitsplatzes (240A; 240B) angeordneten Luftzuführungskanal (112) mit Frischluft gespeist sind und die jeweils eine auf den Hallenboden (220; 320) gerichtete Zwangsluftströmung (4.1, 4.2) erzeugen, die jeweils einen Stützstrahl (6.1, 6.2) und einen diesen umgebenden, rotationsparaboloidförmigen Luftmantelstrom (5.1, 5.2) umfaßt, und
      wenigstens einem im Bereich eines Hallenbodens (220; 320) angeordneten Absaugkanal (120,1;...;120.3), über den Abluft aus der Werkhalle (200; 300) absaugbar ist.
    2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Weitwurfdüsen (110.1, ..., 110.6) unter Bildung einer Belüftungssektion (112.1, ..., 112.3) so nebeneinander angeordnet sind, daß die Luftmantelströme (5.1, 5.2) überlappen, und die Absaugkanäle 120.1;...;120.3) jeweils unterhalb des überlappenden Bereichs der Luftmantelströme (5.1, 5.2) einer Belüftungs-sektion (112.1, ..., 112.3) angeordnet ist.
    3. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftzuführungskanal (112) wenigstens ein Lufterhitzer (114) vorgeschaltet ist, der die angesaugte Luft über die Lufttemperatur der Werkhalle (200; 300) erwärmt.
    4. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgeschwindigkeit bei der Absaugung von Schadstoffpartikeln aus dem Arbeitsbereich 0,30 bis 0,45 m/s beträgt.
    5. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgeschwindigkeit für einen Lacktrocknungsbetrieb bis zu 2 m/s beträgt.
    6. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Weitwurfdüsen (110.1, ..., 110.6) und/oder der Luftzuführungskanal (112) und/oder die Absaugkanäle (120.1,...,120.3) mit Stellklappen versehen sind, mit denen die Luftströmungsgeschwindigkeit steuerbar ist.
    7. Verfahren zur Belüftung eines Freiflächenarbeitsplatzes (240A, 240B; 340) in einer Werkhalle (200; 300), die mit einer Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 versehen ist, mit folgenden Verfahrensschritten:
      a) Ansaugen von Frischluft;
      b) Weiterleitung der Frischluft in einen Luftzuführungskanal (112);
      c) Ausblasen eines ersten Zwangsluftstroms (4.1) mit einer ersten Ausblasleistung;
      d) Ausblasen eines seitlich dazu versetzten, zweiten Zwangsluftstroms (4.2) mit einer zweiten Ausblasleistung, die kleiner ist als die erste Ausblasleitung;
      e) Ansaugen der Abluft aus dem Luftmantel (5.1, 5.2) am Hallenboden (220; 320), wobei unterhalb des ersten Zwangsluftstroms (4.1) mit einer ersten Ansaugleistung und unterhalb des zweiten Zwangsluftstroms (4.2) mit einer zweiten Ansaugleistung, die größer ist als die erste Ansaugleistung, angesaugt wird; und
      f) Filtern der am Hallenboden (220; 320) angesaugten Abluft.
    8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der ersten Ausblasleistung und der zweiten Ausblasleistung 6:4 bis 9:1 beträgt.
    9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der ersten Ansaugleistung zur zweiten Ansaugleistung dem Kehrwert des Verhältnisses zwischen der ersten Ausblasleistung und der zweiten Ausblasleistung entspricht.
    10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schritt a) die angesaugte Frischluft bis zur Erreichung eines bestimmten Temperatur-Sollwerts um 2 bis 5 K über die in der Werkhalle (200; 300) gegebene Lufttemperatur erwärmt wird.
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