EP2437895B2 - Umluftspritzkabine - Google Patents

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EP2437895B2
EP2437895B2 EP11719560.2A EP11719560A EP2437895B2 EP 2437895 B2 EP2437895 B2 EP 2437895B2 EP 11719560 A EP11719560 A EP 11719560A EP 2437895 B2 EP2437895 B2 EP 2437895B2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
spray booth
mode
recycled
fan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP11719560.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2437895B1 (de
EP2437895A1 (de
Inventor
Gerd Wurster
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.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=44170471&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2437895(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Priority to PL11719560T priority Critical patent/PL2437895T5/pl
Publication of EP2437895A1 publication Critical patent/EP2437895A1/de
Publication of EP2437895B1 publication Critical patent/EP2437895B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2437895B2 publication Critical patent/EP2437895B2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/60—Ventilation arrangements specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B05B14/40—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths
    • B05B14/41—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths by cleaning the walls of the booth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B05B14/40—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths
    • B05B14/46—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths by washing the air charged with excess material
    • B05B14/468—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths by washing the air charged with excess material with scrubbing means arranged below the booth floor

Definitions

  • the invention relates to a circulating air spray booth with a work area for coating workpieces, with an extraction zone from which pollutant-containing, in particular solvent-containing, exhaust air is extracted, and with a fan for air circulation, the exhaust air from the spray booth in circulating air operation in the working area at least partially via at least one filter unit can be supplied again as recycled air.
  • Such spray booths are known as circulating air booths.
  • coating is preferably understood to mean spray painting.
  • the solvent concentration (measured in g / m 3 ) increases over time.
  • the concentration of the solvents should, however, not exceed 5 g / m 3 because of explosion safety.
  • the increase in the solvent concentration due to the recirculation mode does not play a special role as long as the permissible limit values are not exceeded.
  • the maximum solvent concentration of 5 g / m 3 permitted for exhaust air is too high, especially when large spray booths are involved, such as those used in the automotive industry.
  • the solvent concentration will, however, only decrease very slowly. It usually takes about 30 to 60 minutes to lower the solvent concentration, starting from, for example, a maximum permissible value of 5.0 g / m 3 to an acceptable value of, for example, 0.01 g / m 3 .
  • a spray booth according to the preamble of claim 1 is known, which is divided into several zones, in a central working area in which a higher air flow rate is required because of the spray application, and in a side area in which a lower air flow rate is required.
  • the spray booth can at least partially be operated in recirculation mode, which means that part of the less polluted air from the side area is processed again and fed as additional air into the application area in order to increase the air throughput here.
  • the air throughput of recycled air and fresh air can be designed variably and controlled automatically.
  • a circulating air spray booth according to the preamble of claim 1 is known, in which a switch is provided between a circulating air mode for painting and a quick venting mode for quick venting when the spray booth is to be entered. If you want to enter the spray booth, you can switch to quick ventilation mode. The air circulation mode is then ended and a vent is opened so that the solvent concentration inside the spray booth drops to a level that is permissible for entry.
  • the invention is based on the object of creating a circulating air spray booth which, when the spraying operation is interrupted, enables the solvent concentration to be rapidly reduced to a permissible value for entering the spray booth. Furthermore, the most energy-saving operation of the spray booth should be ensured.
  • the spray booth can be switched to a quick ventilation mode and in which at least partially non-recycled, preferably filtered, supply air is supplied to the work area, the solvent-containing air present in the work area is exchanged more quickly and the solvent concentration is reduced to permissible values more quickly.
  • a harmless solvent concentration is achieved after a short time after switching to quick exhaust operation, so that a worker can enter the spray booth without additional protective measures such as breathing masks.
  • part of the exhaust air is fed back into the spray booth via a filter unit as recycled supply air and part of the exhaust air is released to the environment via the roof or an exhaust air purification system.
  • the exhaust air released into the environment is previously treated, preferably washed, filtered and / or thermally post-treated or air-conditioned.
  • the prescribed limit values are complied with or a further reduction in the pollutant concentration can be achieved by means of thermal post-treatment (thermal post-combustion).
  • the spray booth can gradually be switched between a circulating air mode and a quick ventilation mode or vice versa.
  • air valve is understood to mean a valve of some kind for regulating air. In the simplest case, this is a variable flap with a servomotor.
  • the controllable fan usually has a frequency converter for low-loss control.
  • the spray booth comprises a conveyor for conveying workpieces through the spray booth via an entrance through the work area and an exit, at least one separate area being provided at the entrance and preferably at the exit of the spray booth, the connections for separate connections from the work area Has supply and exhaust air, each separated area being able to be subjected to an overpressure with respect to the environment.
  • At least one fan is preferably provided for the work area and at least one fan for each separated area, with non-recycled, filtered air being able to be supplied to the work area in the quick ventilation mode.
  • the work area is also freed of solvents by supplying non-recycled, filtered air. This is particularly important in the case of spray booths with a long design, in order to ensure sufficiently rapid ventilation.
  • the air supplied to the work area in quick ventilation mode can be branched off from at least one separated area.
  • only non-recycled, filtered air is fed in, at least in the separated area at the entrance.
  • air sucked out of the work area in quick ventilation mode is preferably not recycled, but is discharged as exhaust air.
  • At least one wet scrubber or suction device is provided, via which e.g. exhaust air is extracted at the bottom.
  • the spray booth is basically constructed in a known manner according to the state of the art, whereby the spray booth can also have several water-flooded trickle walls, which finally open into a common receptacle, through which exhaust air can be sucked off at the bottom, for example a venturi washer or the like can act.
  • Such wet scrubbers or suction devices are preferably provided in each sub-area of the spray booth.
  • the fan for the work area is operated in quick ventilation mode with a reduced output such that an overpressure is maintained in the area of the filter ceiling (plenum).
  • the fan power of the working area is preferably gradually reduced and filtered air that is not recycled is gradually supplied from a separate area.
  • the fan output of the work area is preferably gradually increased and non-recycled, filtered air supplied from a separated area is gradually diverted back into the separated area.
  • the working area is preferably continuously supplied with air via a filter unit, that is to say both during circulating air operation and during quick ventilation operation.
  • the filter ceiling (the plenum) is constantly under a certain overpressure, so that no dust detachment and the like occur.
  • a circulating air spray booth is shown in simplified form and denoted as a whole by the number 10.
  • the circulating air spray booth 10 has a closed housing 12 in which a work area 14 for spray painting workpieces 16 is located.
  • a wet scrubber 18 is provided below a floor 13, through which exhaust air is sucked off on the floor side.
  • air is fed in at 90,000 m 3 / h via a fan 22 via one or more filters 24 and fed into the work area 14 from above via a filter ceiling 20 (also known as plenum).
  • a part of the exhaust air sucked off via the wet scrubber 18 is sucked off via a further fan 28 and released to the outside, for example via the roof.
  • Fig. 2 is a slightly modified version of the spray booth according to Fig. 1 shown and designated as a whole by numeral 10a.
  • the working area 14 is supplied with circulating air via a fan 22 in circulating air mode via a filter 24 and a valve 32.
  • the fan 22 has an output of 100,000 m 3 / h in recirculation mode. While 90,000 m 3 / h are passed into the working area 14 as recycled, filtered air, 10,000 m 3 / h are fed via a valve 32 to a thermal post-combustion 34, where it is thermally post-burned and finally released into the open.
  • the thermal afterburning can preferably also be a regenerative thermal afterburning RNV.
  • FIG. 3 Another embodiment of a circulating air spray booth according to the invention is shown and denoted as a whole by number 10b.
  • This is a larger spray booth, such as that used for painting vehicles in the automotive industry.
  • the spray booth 10b has an elongated working area 14, which is only partially shown here, upstream of which an entrance area 38 (separate area at the entrance) is connected.
  • a conveyor 50 runs through the spray booth 10b, by means of which workpieces 16 are moved continuously or cyclically over the input area 38 through the work area 14.
  • the work area 14 has its own air duct, which is shown here in Fig. 3 is not shown.
  • a fan 40 is provided for the entrance area 38, by means of which fresh air is sucked in from the outside and is fed into the entrance area 38 from above via a filter 42 and a valve 44 via the plenum 20.
  • This is, for example, 50,000 m 3 / h.
  • a part, namely 20,000 m 3 / h, passes through a suction area 52 of the entrance area 38 and is finally released to the environment via a line 48.
  • 25,000 m 3 / h are diverted to work area 14.
  • the remaining 5,000 m 3 / h are released into the environment as "overpressure".
  • the spray booth 10b is therefore completely under excess pressure, so that no dust, foreign particles, etc.
  • the second part of 25,000 m 3 / h is supplied to the work area 14 via a further air valve 46. With the aid of this air flow, effective ventilation of the work area 14 is ensured, so that effective ventilation takes place even with very long work areas 14. In the quick ventilation mode, there is no further diversion of air from the entrance area 38 to the work area 14.
  • Fig. 4 is based on the previously based on Fig. 3
  • the illustrated embodiment now shows a complete version of a spray booth 10c for vehicle painting in the automotive sector.
  • the spray booth 10c has an elongated housing 12, with a work area 14, an entrance area 38 and an exit area 66. Again, workpieces 16 are guided by means of a conveyor 50 through the entrance area 38, the work area 14 and the exit area 66 of the spray booth 10c.
  • the work area 14 as well as the entrance area 38 and the exit area 36 are provided with wet scrubbers or suction devices 18 and 52 and 54, respectively. Filtered air is supplied from above via the plenum 20.
  • a fan 22 with 300,000 m 3 / h is used to supply 250,000 m 3 / h via a valve 32 as recycled, filtered air via the plenum 20 from above into the work area 14.
  • a total of 300,000 m 3 / h are sucked off by means of the blower 22 via a wet scrubber 18, the remaining 50,000 m 3 / h are discharged to the outside via a valve 30 or fed to a thermal post-combustion.
  • a blower 40 is provided at the entrance area 38, by means of which 80,000 m 3 / h are sucked in in recirculation mode and fed into the entrance area 38 via a valve 44 via the plenum 20.
  • 50,000 m 3 / h reach the outside as exhaust air via the suction device 52 and a further fan 28. Another 25,000 m 3 / h are diverted to work area 14. The remaining 5,000 m 3 / h escape to the outside as overpressure at the entrance.
  • a further blower 56 with 80,000 m 3 / h is provided in the exit area 66. These 80,000 m 3 / h are passed through a valve 60 from above via the plenum 20 into the outlet area 66. Of this, 50,000 m 3 / h reach the blower 56 via the suction device 54 and a valve 64. A further 30,000 m 3 / h are drawn in as fresh air via a valve 62 from the outside via the blower 56.
  • a further portion of 25,000 m 3 / h of the air flow of 80,000 m 3 / h supplied via the valve 60 is diverted into the working area 14.
  • the remaining portion of 5,000 m 3 / h escapes to the outside from the exit area 66, so that no ingress of dust and the like is possible here either.
  • the two fans 40, 56 continue to run with the same output of 80,000 m 3 / h.
  • the fan 22 is reduced to an output of 50,000 m 3 / h.
  • These 50,000 m 3 / h continue to be discharged to the outside via the valve 30 or passed to thermal post-combustion.
  • the valve 32 is closed so that no more recycled air can get into the working area 14.
  • the valve position of the valve 44 is changed in such a way that only 55,000 m 3 / h reach the inlet area 38 via this valve 44.
  • the remaining portion of 25,000 m 3 / h is fed via a valve 46 into the working area 14 via the plenum 20.
  • the air flow of 55,000 m 3 / h in the entrance area 38 reaches the outside at 50,000 m 3 / h via the suction device 52 and the fan 28 as exhaust air, while 5,000 m 3 / h escape at the entrance as overpressure.
  • air supplied from the valve 44 is no longer diverted into the working area 14.
  • a valve 58 deflects part of the air flow of 80,000 m 3 / h, namely 25,000 m 3 / h, via the plenum 20 from above into the work area 14.
  • the remaining portion of 55,000 m 3 / h is led through the exit area 66, with no more diversion into the work area 14.
  • 50,000 m 3 / h return to the fan 56 via the suction device 54 and the valve 64, while the remaining 5,000 m 3 / h escape as overpressure at the outlet.
  • the spray booth 10c is ventilated very quickly when switching to rapid venting mode. At the same time, it is avoided that the fan 56 has to be started up again from zero, so that start-up vibrations etc. that arise as a result are avoided.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Umluftspritzkabine mit einem Arbeitsbereich zur Beschichtung von Werkstücken, mit einer Absaugzone, aus der schadstoffhaltige, insbesondere lösungsmittelhaltige Abluft abgesaugt wird, und mit einem Gebläse zur Luftumwälzung, wobei die Abluft der Spritzkabine im Umluftbetrieb im Arbeitsbereich über mindestens eine Filtereinheit zumindest zum Teil als rezyklierte Luft wieder zuführbar ist.
  • Derartige Spritzkabinen sind als Umluftkabinen bekannt. Unter der Bezeichnung "Beschichtung" wird im Rahmen dieser Anmeldung vorzugsweise ein Spritzlackieren verstanden.
  • Während sich bei der Rezyklierung der Abluft zwar über hochwertige Abscheidesysteme oder Filtereinrichtungen Staub und Fremdpartikel hochwirksam entfernen lassen, nimmt die Lösemittelkonzentration (gemessen in g/m3) im Laufe der Zeit zu. Die Konzentration der Lösemittel sollte wegen der Explosionssicherheit jedoch nicht über 5 g/m3 ansteigen.
  • Soweit die Spritzkabine automatisch betrieben wird, spielt der Anstieg der Lösemittelkonzentration durch den Umluftbetrieb keine besondere Rolle, solange nicht die zulässigen Grenzwerte überschritten werden. Muss die Spritzkabine allerdings von einem Werker betreten werden, so ist die für Abluft zulässige Lösemittelkonzentration von maximal 5 g/m3 zu hoch, insbesondere wenn es sich um große Spritzkabinen handelt, wie sie beispielsweise in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Ist der Spritzbetrieb unterbrochen, so erfolgt der Konzentrationsabbau der Lösemittelkonzentration allerdings nur sehr langsam. So dauert es in der Regel etwa 30 bis 60 Minuten, um die Lösemittelkonzentration ausgehend von beispielsweise einem zulässigen Maximalwert von 5,0 g/m3 auf einen annehmbaren Wert von zum Beispiel 0,01 g/m3 abzusenken.
  • Aus diesem Grunde haben sich Spritzkabinen, die im Umluftbetrieb arbeiten, bislang nur in Sonderfällen durchsetzen können. Insbesondere wenn es um große Spritzkabinen geht, wie sie beispielsweise in der Automobilindustrie gebräuchlich sind, gibt es praktisch keine Umluftspritzkabinen.
  • Aus der US 4,537,120 A ist eine Spritzkabine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt, die in mehrere Zonen aufgeteilt ist, in einen zentralen Arbeitsbereich, in dem ein höherer Luftdurchsatz wegen der Spritzapplikation erforderlich ist, und in einen Seitenbereich, in dem ein geringerer Luftdurchsatz erforderlich ist. Die Spritzkabine kann zumindest zum Teil im Umluftbetrieb betrieben werden, das heißt, dass ein Teil der weniger belasteten Luft aus dem Seitenbereich wieder aufgearbeitet und als zusätzliche Luft in den Applikationsbereich zugeführt wird, um hier den Luftdurchsatz zu erhöhen. Der Luftdurchsatz von rezyklierter Luft und von Frischluft kann variabel gestaltet werden und automatisch gesteuert werden.
  • Allerdings handelt es sich hierbei nicht um eine Umluftspritzkabine im eigentlichen Sinne, da die Spritzkabine manuell von einem Werker benutzt wird, weshalb für ausreichende Zuluft im Arbeitsbereich des Werkers gesorgt werden muss.
  • Aus der DE 33 34 257 A ist eine Umluftspritzkabine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt, bei der eine Umschaltung zwischen einem Umluftbetrieb zum Lackieren und einem Schnellentlüftungsbetrieb zur Schnellentlüftung vorgesehen ist, wenn die Spritzkabine betreten werden soll. Falls ein Betreten der Spritzkabine gewünscht ist, wird in den Schnellentlüftungsbetrieb umgeschaltet. Der Umluftbetrieb wird dann beendet und eine Entlüftung geöffnet, so dass die Lösemittelkonzentration innerhalb der Spritzkabine auf ein für ein Betreten zulässiges Maß absinkt.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Umluftspritzkabine zu schaffen, die bei einer Unterbrechung des Spritzbetriebes eine schnelle Reduzierung der Lösemittelkonzentration auf einen zulässigen Wert zur Begehung der Spritzkabine ermöglicht. Hierbei soll ferner ein möglichst energiesparender Betrieb der Spritzkabine gewährleistet werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Umluftspritzkabine gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Da die Spritzkabine nämlich in einen Schnellentlüftungsbetrieb umschaltbar ist und in der dem Arbeitsbereich zumindest zum Teil nicht rezyklierte, vorzugsweise gefilterte, Zuluft zugeführt wird, ergibt sich ein schneller Austausch der im Arbeitsbereich vorhandenen lösemittelhaltigen Luft und damit ein schneller Konzentrationsabbau der Lösemittelkonzentration auf zulässige Werte. So wird schon nach kurzer Zeit nach Umschaltung in den Schnellentlüftungsbetrieb eine unbedenkliche Lösemittelkonzentration erreicht, so dass ein Werker ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen wie etwa Atemmasken die Spritzkabine betreten kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird im Umluftbetrieb ein Teil der Abluft der Spritzkabine über eine Filtereinheit als rezyklierte Zuluft wieder zugeführt und ein Teil der Abluft über Dach oder eine Abluftreinigungsanlage an die Umgebung abgegeben.
  • Auf diese Weise ergibt sich eine ständige Lösungsmittelabgabe der rezyklierten Zuluft und eine ständige Zuführung eines gewissen Anteils von nicht rezyklierter Zuluft.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die an die Umgebung abgegebene Abluft zuvor behandelt, vorzugsweise gewaschen, gefiltert und/oder thermisch nachbehandelt bzw. klimatisiert.
  • Auf diese Weise werden die vorgeschriebenen Grenzwerte eingehalten bzw. kann mittels der thermischen Nachbehandlung (thermische Nachverbrennung) eine noch weitere Reduzierung der Schadstoffkonzentration erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Spritzkabine allmählich zwischen einem Umluftbetrieb und einem Schnellentlüftungsbetrieb bzw. umgekehrt umschaltbar.
  • Auf diese Weise können die zugehörigen Gebläse allmählich in die jeweils andere Position gebracht werden.
  • Hierzu ist zumindest ein regelbares Gebläse und ein kontinuierlich veränderbares Luftventil vorgesehen. In diesem Zusammenhang wird unter "Luftventil" ein irgendwie geartetes Ventil zur Regelung von Luft verstanden. Im einfachsten Fall handelt es sich hierbei um eine veränderbare Klappe mit Stellmotor.
  • Das regelbare Gebläse weist in der Regel einen Frequenzumformer zur verlustarmen Regelung auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Spritzkabine einen Förderer zum Fördern von Werkstücken durch die Spritzkabine über einen Eingang durch den Arbeitsbereich und einen Ausgang, wobei mindestens ein abgetrennter Bereich am Eingang und vorzugsweise am Ausgang der Spritzkabine vorgesehen ist, der vom Arbeitsbereich getrennte Anschlüsse für Zu- und Abluft aufweist, wobei jeder abgetrennte Bereich gegenüber der Umgebung mit einem Überdruck beaufschlagbar ist.
  • Auf diese Weise wird ein Eintritt von staubiger Luft in die Spritzkabine auf jeden Fall verhindert.
  • Hierbei ist vorzugsweise mindestens ein Gebläse für den Arbeitsbereich und mindestens ein Gebläse für jeden abgetrennten Bereich vorgesehen, wobei dem Arbeitsbereich im Schnellentlüftungsbetrieb nicht rezyklierte, gefilterte Luft zuführbar ist.
  • Auf diese Weise wird bei einer Umschaltung in den Schnellentlüftungsbetrieb zusätzlich der Arbeitsbereich durch Zufuhr von nicht rezyklierter, gefilterter Luft von Lösemittemitteln befreit. Insbesondere bei lang ausgestalteten Spritzkabinen ist dies wichtig, um eine ausreichend schnelle Entlüftung zu gewährleisten.
  • Hierbei kann die im Schnellentlüftungsbetrieb dem Arbeitsbereich zugeführte Luft aus zumindest einem abgetrennten Bereich abgezweigt werden.
  • Läuft im Schnellentlüftungsbetrieb die Luftzufuhr für mindestens einen abgetrennten Bereich weiter, so kann auf diese Weise mit einfachen Mitteln eine schnelle Entlüftung des Arbeitsbereiches gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise wird hierbei zumindest im abgetrennten Bereich am Eingang ausschließlich nicht rezyklierte, gefilterte Luft zugeführt.
  • Es ist jedoch auch denkbar, dass im abgetrennten Bereich, insbesondere am Ausgang, teilweise rezyklierte, gefilterte Luft und teilweise nicht rezyklierte Luft zugeführt wird.
  • Dabei wird im Schnellentlüftungsbetrieb aus dem Arbeitsbereich abgesaugte Luft vorzugsweise nicht rezykliert, sondern als Abluft abgeführt.
  • Durch diese Maßnahmen werden Anfahrprobleme, wie Schwingungen und Schläge, beim Anfahren von großen Gebläsen und eine damit verbundene Verschmutzungsgefahr vermieden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Nasswäscher bzw. eine Absaugung vorgesehen, über den z.B. bodenseitig Abluft abgesaugt wird. Die Spritzkabine ist hierbei grundsätzlich in bekannter Weise nach dem Stand der Technik aufgebaut, wobei die Spritzkabine auch mehrere wasserbeflutete Rieselwände aufweisen kann, die schließlich in einem gemeinsamen Aufnahmebehälter münden, über den bodenseitig Abluft abgesaugt werden kann, wobei es sich beispielsweise um einen Venturiwäscher oder dergleichen handeln kann. Vorzugsweise sind derartige Nasswäscher bzw. Absaugungen an jedem Teilbereich der Spritzkabine vorhanden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Gebläse für den Arbeitsbereich im Schnellentlüftungsbetrieb mit derart reduzierter Leistung betrieben, dass ein Überdruck im Bereich der Filterdecke (Plenum) aufrechterhalten wird.
  • Auf diese Weise werden Staubablösungen und Ablösungen von Fremdstoffen aus den Filtern weitgehend vermieden.
  • Vorzugsweise wird bei der Umschaltung zwischen Umluftbetrieb und Schnellentlüftungsbetrieb die Gebläseleistung des Arbeitsbereiches allmählich reduziert und aus einem abgetrennten Bereich allmählich nicht rezyklierte, gefilterte Luft zugeführt.
  • Auf diese Weise können insbesondere Anfahrprobleme, die bei großen Gebläsen bestehen und die in der Regel zu Rütteln, Vibrationen und anderen Störungen führen, weitgehend vermieden werden.
  • Umgekehrt wird bei der Umschaltung zwischen Schnellentlüftungsbetrieb und Umluftbetrieb die Gebläseleistung des Arbeitsbereiches vorzugsweise allmählich erhöht und aus einem abgetrennten Bereich zugeführte, nicht rezyklierte, gefilterte Luft allmählich wieder in den abgetrennten Bereich umgelenkt.
  • Insgesamt werden durch diese Maßnahmen Anfahrprobleme bei großen Gebläsen weitgehend vermieden, so dass es möglich ist, für den Schnellentlüftungsbetrieb die Gebläseleistung im Arbeitsbereich deutlich zu reduzieren, während die Gebläseleistung in den abgetrennten Bereichen weiter aufrechterhalten werden kann.
  • Vorzugsweise wird der Arbeitsbereich ständig über eine Filtereinheit mit Zuluft versorgt, also sowohl während des Umluftbetriebs als auch während des Schnellentlüftungsbetriebs.
  • Auf diese Weise steht die Filterdecke (das Plenum) ständig unter einem gewissen Überdruck, so dass keine Staubablösungen und dergleichen auftreten.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine stark vereinfachte Darstellung einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Umluftspritzkabine;
    Fig. 2
    eine abgewandelte Ausführung der Umluftspritzkabine gemäß Fig. 1;
    Fig. 3
    einen Teilbereich einer weiteren Ausführung einer erfindungsgemäßen Spritzkabine; und
    Fig. 4
    eine erfindungsgemäße Umluftspritzkabine, die insbesondere bei umfangreichen, besonders hochwertigen Lackierungen verwendet wird, wie etwa im Automobilbau.
  • In sämtlichen Figuren 1 bis 4 sind Gebläseleistungen angegeben, die hier beispielhaft in m3/h angegeben sind. In Klammern sind darunter teilweise andere Werte angegeben. Die Werte ohne Klammern stehen jeweils für den Luftstrom im Umluftbetrieb, während die Werte in Klammern für den Luftstrom im Schnellentlüftungsbetrieb stehen.
  • In Fig. 1 ist eine Umluftspritzkabine vereinfacht dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Die Umluftspritzkabine 10 weist ein geschlossenes Gehäuse 12 auf, in dem sich ein Arbeitsbereich 14 zum Spritzlackieren von Werkstücken 16 befindet. Unterhalb eines Bodens 13 ist ein Nasswäscher 18 vorgesehen, über den bodenseitig Abluft abgesaugt wird. Im Umluftbetrieb wird über ein Gebläse 22 mit 90.000 m3/h Luft über einen oder mehrere Filter 24 zugeführt und über eine Filterdecke 20 (auch als Plenum bekannt) von oben in den Arbeitsbereich 14 zugeführt. Über ein weiteres Gebläse 28 wird ein Teil der über den Nasswäscher 18 abgesaugten Abluft abgesaugt und nach außen an die Umgebung abgegeben, z.B. über Dach. Hierbei handelt es sich um 10.000 m3/h. Diese 10.000 m3/h werden im Arbeitsbereich 14 zusätzlich vom Aufstellungsraum bzw. außerhalb der Spritzkabine als Frischluft angesaugt, wie durch den Pfeil 15 angedeutet ist. Folglich werden im Umluftbetrieb 90 % der abgesaugten Abluft rezykliert und als rezyklierte, gefilterte Luft wieder zugeführt, während 10 % als Frischluft angesaugt werden und auch 10 % als Abluft abgegeben werden. Soll nun eine Umschaltung in einen Schnellentlüftungsbetrieb erfolgen, um die Lösemittelkonzentration in der Spritzkabine schnell auf unproblematische Werte abzusenken, so wird das Gebläse 22 abgestellt und ein Luftventil 26, über das dieses mit dem Nasswäscher 18 gekoppelt ist, geschlossen. Es wird also im Schnellentlüftungsbetrieb keinerlei Umluft mehr zirkuliert, während das Abluftgebläse 28 weiter betrieben wird, so dass der Arbeitsbereich 14 schnell mit 10.000 m3/h Frischluft geflutet wird.
  • In Fig. 2 ist eine leicht abgewandelte Ausführung der Spritzkabine gemäß Fig. 1 dargestellt und insgesamt mit Ziffer 10a bezeichnet. Auch hierbei wird über ein Gebläse 22 der Arbeitsbereich 14 im Umluftbetrieb über einen Filter 24 und ein Ventil 32 mit Umluft versorgt. Das Gebläse 22 hat in diesem Fall eine Leistung von 100.000 m3/h im Umluftbetrieb. Während 90.000 m3/h in den Arbeitsbereich 14 als rezyklierte, gefilterte Luft geleitet werden, werden 10.000 m3/h über ein Ventil 32 zu einer thermischen Nachverbrennung 34 geführt, dort thermisch nachverbrannt und schließlich ins Freie abgegeben. Bei der thermischen Nachverbrennung kann es sich vorzugsweise auch um eine regenerative thermische Nachverbrennung RNV handeln. Im Umluftbetrieb werden also über den Nasswäscher 18 vom Arbeitsbereich 14 100.000 m3/h abgesaugt, während nur 90.000 m3/h als rezyklierte, gefilterte Luft über das Plenum 20 wieder zugeführt werden. Die restlichen 10.000 m3/h werden über einen Filter 36 bzw. über das Plenum 20 zusätzlich in den Arbeitsbereich 14 angesaugt, wie durch den Pfeil 15 dargestellt ist. Soll die Spritzkabine 10a nun schnellentlüftet werden, so wird das Gebläse 22 in seiner Leistung auf 10.000 m3/h reduziert und das Luftventil 32 geschlossen. Es wird somit keine rezyklierte Abluft mehr in den Arbeitsbereich 14 zugeführt. Es wird also nur noch Abluft über die thermische Nachverbrennung 34 nach außen abgegeben und als Frischluft über den Filter 36 weiterhin 10.000 m3/h eingebracht.
  • Auf diese Weise wird eine Schnellentlüftung gewährleistet. Gleichzeitig wird das Gebläse 22 nicht vollständig heruntergefahren, sondern läuft mit 10 % seiner Leistung weiter. Dies hat zur Folge, dass bei der Umschaltung zwischen Umluftbetrieb und Schnellentlüftungsbetrieb ein Anfahren des Gebläses 22 nicht notwendig ist. Auf diese Weise werden starke Rütteleffekte, Schläge usw., die beim Anfahren von Gebläsen auftreten, vermieden. Auf diese Weise werden Fremdpartikel, Staub, Schmutz usw., die sonst im Arbeitsbereich 14 beim Anfahren verstärkt auftreten könnten, weitgehend vermieden.
  • In Fig. 3 ist eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Umluftspritzkabine dargestellt und insgesamt mit Ziffer lOb bezeichnet. Es handelt sich hierbei um eine größere Spritzkabine, wie sie etwa bei Kfz-Lackierungen in der Automobilindustrie verwendet wird. Die Spritzkabine 10b weist einen länglichen Arbeitsbereich 14 auf, der hier nur zum Teil dargestellt ist, dem ein Eingangsbereich 38 (abgetrennter Bereich am Eingang) vorgeschaltet ist. Durch die Spritzkabine 10b verläuft ein Förderer 50, mittels dessen Werkstücke 16 kontinuierlich oder taktweise über den Eingangsbereich 38 hindurch durch den Arbeitsbereich 14 bewegt werden.
  • Der Arbeitsbereich 14 verfügt über eine eigene Luftführung, die hier in Fig. 3 nicht dargestellt ist. Für den Eingangsbereich 38 ist ein Gebläse 40 vorgesehen, mittels dessen Frischluft von außen angesaugt wird und über einen Filter 42 und ein Ventil 44 über das Plenum 20 von oben in den Eingangsbereich 38 zugeführt wird. Es handelt sich hierbei beispielsweise um 50.000 m3/h. Ein Teil, nämlich 20.000 m3/h, gelangt über einen Absaugbereich 52 des Eingangsbereiches 38 und wird über eine Leitung 48 schließlich an die Umgebung abgegeben. 25.000 m3/h werden in den Arbeitsbereich 14 umgelenkt. Die verbleibenden 5.000 m3/h werden als "Überdruck" an die Umgebung abgegeben. Somit steht die Spritzkabine 10b vollständig unter Überdruck, so dass am Eingangsbereich 38 kein Staub, Fremdpartikel usw. eindringen können. Nicht dargestellt ist die Luftführung im Arbeitsbereich 14, zu der ein Gebläse mit hohem Umluftvolumen gehört, mittels dessen im Umluftbetrieb rezyklierte Luft wieder zugeführt wird. Soll nun die Spritzkabine 10b vom Umluftbetrieb in den Schnellentlüftungsbetrieb umgeschaltet werden, so läuft das Gebläse 40 unverändert mit der gleichen Leistung von 50.000 m3/h weiter. Über das Luftventil 44 wird ein reduziertes Luftvolumen von 25.000 m3/h in den Eingangsbereich 38 geleitet, wovon 20.000 m3/h in den Absaugbereich 52 und von dort aus in die Umgebung über die Leitung 48 gelangen. Weitere 5.000 m3/h entweichen als "Überdruck" nach außen. Von dem vom Gebläse 40 zugeführten Luftstrom von 50.000 m3/h wird der zweite Teil von 25.000 m3/h über ein weiteres Luftventil 46 in den Arbeitsbereich 14 zugeführt. Mit Hilfe dieses Luftstroms wird eine wirksame Belüftung des Arbeitsbereiches 14 gewährleistet, so dass auch bei sehr langen Arbeitsbereichen 14 eine wirksame Belüftung erfolgt. Im Schnellentlüftungsbetrieb erfolgt keine weitere Umleitung von Luft aus dem Eingangsbereich 38 zum Arbeitsbereich 14.
  • In Fig. 4 ist ausgehend von der zuvor anhand von Fig. 3 dargestellten Ausführung nunmehr eine vollständige Ausführung einer Spritzkabine 10c für Kfz-Lackierungen im Automobilbereich dargestellt. Die Spritzkabine 10c weist hierbei ein langgestrecktes Gehäuse 12 auf, mit einem Arbeitsbereich 14, einem Eingangsbereich 38 und einem Ausgangsbereich 66. Wiederum werden Werkstücke 16 mittels eines Förderers 50 durch den Eingangsbereich 38, den Arbeitsbereich 14 und den Ausgangsbereich 66 der Spritzkabine 10c hindurchgeführt. Sowohl der Arbeitsbereich 14, als auch der Eingangsbereich 38 und der Ausgangsbereich 36 sind mit Nasswäschern bzw. Absaugungen 18 bzw. 52 bzw. 54 versehen. Über das Plenum 20 wird von oben gefilterte Zuluft zugeführt.
  • Zunächst sei der Umluftbetrieb erläutert. Über ein Gebläse 22 mit 300.000 m3/h werden 250.000 m3/h über ein Ventil 32 als rezyklierte, gefilterte Luft über das Plenum 20 von oben in den Arbeitsbereich 14 zugeführt. Über einen Nasswäscher 18 werden insgesamt 300.000 m3/h mittels des Gebläses 22 abgesaugt, die verbleibenden 50:000 m3/h werden über ein Ventil 30 nach außen abgegeben bzw. einer thermischen Nachverbrennung zugeführt. Am Eingangsbereich 38 ist ein Gebläse 40 vorgesehen, mittels dessen im Umluftbetrieb 80.000 m3/h angesaugt werden und über ein Ventil 44 über das Plenum 20 von oben in den Eingangsbereich 38 zugeführt werden. 50.000 m3/h gelangen über die Absaugung 52 und ein weiteres Gebläse 28 als Abluft nach außen. Weitere 25.000 m3/h werden in den Arbeitsbereich 14 umgelenkt. Die verbleibenden 5.000 m3/h entweichen als Überdruck am Eingang nach außen. Im Ausgangsbereich 66 ist ein weiteres Gebläse 56 mit 80.000 m3/h vorgesehen. Diese 80.000 m3/h werden über ein Ventil 60 von oben über das Plenum 20 in den Ausgangsbereich 66 geleitet. Hiervon gelangen 50.000 m3/h über die Absaugung 54 und ein Ventil 64 zurück zum Gebläse 56. Weitere 30.000 m3/h werden als Frischluft über ein Ventil 62 von außen über das Gebläse 56 angesaugt. Vom über das Ventil 60 zugeführten Luftstrom von 80.000 m3/h wird ein weiterer Anteil von 25.000 m3/h in den Arbeitsbereich 14 umgelenkt. Der verbleibende Anteil von 5.000 m3/h entweicht aus dem Ausgangsbereich 66 nach außen, so dass auch hier kein Eindringen von Staub und dergleichen möglich ist.
  • Wird die Spritzkabine 10c nunmehr auf Schnellentlüftungsbetrieb umgeschaltet, so laufen die beiden Gebläse 40, 56 mit gleicher Leistung von 80.000 m3/h weiter. Dagegen wird das Gebläse 22 auf eine Leistung von 50.000 m3/h reduziert. Diese 50.000 m3/h werden weiterhin über das Ventil 30 nach außen abgegeben bzw. zur thermischen Nachverbrennung geführt. Das Ventil 32 wird geschlossen, so dass keine rezyklierte Luft mehr in den Arbeitsbereich 14 gelangt. Am Eingangsbereich 38 wird die Ventilstellung des Ventils 44 derart geändert, so dass über dieses Ventil 44 nur noch 55.000 m3/h in den Eingangsbereich 38 gelangen. Der verbleibende Anteil von 25.000 m3/h wird über ein Ventil 46 in den Arbeitsbereich 14 über das Plenum 20 zugeführt. Der Luftstrom von 55.000 m3/h im Eingangsbereich 38 gelangt mit 50.000 m3/h über die Absaugung 52 und das Gebläse 28 als Abluft nach außen, während 5.000 m3/h am Eingang als Überdruck entweichen. In dem Arbeitsbereich 14 wird aus dem Ventil 44 zugeführte Luft nicht mehr in den Arbeitsbereich 14 umgelenkt. Am Ausgangsbereich 66 wird über ein Ventil 58 ein Teil des Luftstroms von 80.000 m3/h, nämlich 25.000 m3/h, über das Plenum 20 von oben in den Arbeitsbereich 14 umgelenkt. Der verbleibende Anteil von 55.000 m3/h wird durch den Ausgangsbereich 66 geführt, wobei keine Umleitung mehr in den Arbeitsbereich 14 erfolgt. 50.000 m3/h gelangen über die Absaugung 54 und das Ventil 64 zurück zum Gebläse 56, während die verbleibenden 5.000 m3/h als Überdruck am Ausgang entweichen.
  • Am Ausgangsbereich 66 wird somit im Schnellentlüftungsbetrieb immer noch ein Teil als rezyklierte Luft wieder zurückgeführt. Es wäre jedoch ohne Weiteres denkbar, auch die Luftführung am Ausgangsbereich 66 identisch wie am Eingangsbereich 38 vorzusehen, so dass keinerlei rezyklierte Luft zugeführt wird.
  • Aufgrund der dargestellten Maßnahmen ergibt sich eine sehr schnelle Entlüftung der Spritzkabine 10c bei Umschaltung in den Schnellentlüftungsbetrieb. Gleichzeitig wird vermieden, dass das Gebläse 56 wieder von Null auf angefahren werden muss, so dass dadurch entstehende Anfahrvibrationen usw. vermieden werden.

Claims (18)

  1. Umluftspritzkabine mit einem Arbeitsbereich (14) zur Beschichtung von Werkstücken (16), mit einer Absaugzone, aus der schadstoffhaltige, insbesondere lösungsmittelhaltige Abluft abgesaugt wird, und mit einem Gebläse (22) zur Luftumwälzung, mit einem Umluftbetrieb, in dem die Abluft der Spritzkabine (10, 10a, b, c) über mindestens eine Filtereinheit (20, 24) zumindest zum Teil als rezyklierte Luft wieder zuführbar ist, wobei die Spritzkabine (10, 10a, b, c) in eine weitere Betriebsart umschaltbar ist, in der die Zuführung von rezyklierter Luft unterbrochen oder reduziert ist und dem Arbeitsbereich (14) zumindest zum Teil nicht rezyklierte, vorzugsweise gefilterte, Zuluft zuführbar ist, wobei die Umluftspritzkabine so konfiguriert ist bei der Beschichtung von Werkstücken im Umluftbetrieb zu arbeiten, und wobei bei einer Unterbrechung des Umluftbetriebes eine Umschaltung in die weitere Betriebsart erfolgt, die als Schnellentlüftungsbetrieb zur schnellen Absenkung der Lösemittelkonzentration auf einen zulässigen Wert ausgebildet ist, der eine Begehung der Spritzkabine ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass im Schnellentlüftungsbetrieb das Gebläse (22) für den Arbeitsbereich (14) mit reduzierter Leistung betrieben wird.
  2. Spritzkabine nach Anspruch 1, bei der im Umluftbetrieb ein Teil der Abluft der Spritzkabine (10, 10a, b, c) über eine Filtereinheit (20, 24) als rezyklierte Zuluft wieder zugeführt wird und ein Teil der Abluft an die Umgebung abgegeben wird.
  3. Spritzkabine nach Anspruch 2, bei der die an die Umgebung abgegebene Abluft zuvor behandelt wird, vorzugsweise gewaschen, gefiltert, adsorbiert und/oder thermisch nachbehandelt wird.
  4. Spritzkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die allmählich zwischen einem Umluftbetrieb und einem Schnellentlüftungsbetrieb umschaltbar ist.
  5. Spritzkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zumindest ein regelbares Gebläse (22) und/oder ein kontinuierlich veränderbares Luftventil (30, 32, 44, 46, 58, 60) aufweist.
  6. Spritzkabine nach Anspruch 5, bei der das regelbare Gebläse (22) einen Frequenzumformer umfasst.
  7. Spritzkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Förderer (50) zum Fördern von Werkstücken (16) durch die Spritzkabine (10b, c) über einen Eingang durch den Arbeitsbereich (14) und einen Ausgang, wobei mindestens ein abgetrennter Bereich (38, 66) am Eingang und vorzugsweise am Ausgang der Spritzkabine (10b, c) vorgesehen ist, der vom Arbeitsbereich (14) getrennte Anschlüsse für Zu- und Abluft aufweist, wobei jeder abgetrennte Bereich (38, 66) mit einem Druck beaufschlagbar ist, der höher als der Umgebungsdruck ist.
  8. Spritzkabine nach Anspruch 7, mit mindestens einem Gebläse (22) für den Arbeitsbereich (14) und mindestens einem Gebläse (40, 56) für jeden abgetrennten Bereich (38, 66), wobei dem Arbeitsbereich (14) im Schnellentlüftungsbetrieb nicht rezyklierte, gefilterte Luft zuführbar ist.
  9. Spritzkabine nach Anspruch 8, bei der im Schnellentlüftungsbetrieb die dem Arbeitsbereich (14) zugeführte Luft aus zumindest einem abgetrennten Bereich (38, 66) abgezweigt wird.
  10. Spritzkabine nach Anspruch 8 oder 9, bei der zumindest dem abgetrennten Bereich (38) am Eingang ausschließlich nicht rezyklierte, gefilterte Luft zuführbar ist.
  11. Spritzkabine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der dem abgetrennten Bereich (66) am Ausgang teilweise rezyklierte, gefilterte Luft und teilweise nicht rezyklierte Luft zuführbar ist.
  12. Spritzkabine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der im Schnellentlüftungsbetrieb aus dem Arbeitsbereich (14) abgesaugte Luft nicht rezykliert wird, sondern als Abluft abgeführt wird.
  13. Spritzkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einem Nasswäscher (18, 52, 54), über den bodenseitig Abluft abgesaugt wird.
  14. Spritzkabine nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der der Arbeitsbereich und jeder abgetrennte Bereich (38, 66) einen Nasswäscher (52, 54), eine Absaugung oder einen Trockenabscheider aufweist, über den bodenseitig und/oder wandseitig Abluft abgesaugt wird.
  15. Spritzkabine nach einem der Ansprüche 12 bis 13, bei der das Gebläse (22) für den Arbeitsbereich (14) im Schnellentlüftungsbetrieb mit derart reduzierter Leistung betrieben wird, dass ein Überdruck in der Filterdecke (20) aufrechterhalten wird.
  16. Spritzkabine nach einem der Ansprüche der Ansprüche 8 bis 15, bei der bei Umschaltung zwischen Umluftbetrieb und Schnellentlüftungsbetrieb die Gebläseleistung des Arbeitsbereiches (14) allmählich reduziert wird und aus einem abgetrennten Bereich (38) allmählich nicht rezyklierte, gefilterte Luft zugeführt wird.
  17. Spritzkabine nach einem der Ansprüche 8 bis 16, bei der bei Umschaltung zwischen Schnellentlüftungsbetrieb und Umluftbetrieb die Gebläseleistung des Arbeitsbereiches (14) allmählich erhöht wird und aus einem abgetrennten Bereich (38) zuvor zugeführte nicht rezyklierte, gefilterte Luft allmählich wieder in den abgetrennten Bereich (38) umgelenkt wird.
  18. Spritzkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Filtereinheit für die Zufuhr von Zuluft in den Arbeitsbereich, über die der Arbeitsbereich sowohl während des Umluftbetriebs als auch während des Schnellentlüftungsbetriebs mit Zuluft versorgt wird.
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