KR20140043779A - 오버스프레이를 분리하기 위한 방법과 장치 및 상기 분리 장치 및 방법이 제공된 설비 - Google Patents

오버스프레이를 분리하기 위한 방법과 장치 및 상기 분리 장치 및 방법이 제공된 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코팅 설비, 특히 페인팅 설비의 오버스프레이-함유 부스 공기로부터 오버스프레이를 분리하기 위한 방법에 관한 것으로서, 오버스프레이는 공기 흐름에 의해 이송되어 분리 장치(42)로 안내되며, 상기 분리 장치(42)에서 고형 물질의 적어도 대부분이 오버스프레이로부터 분리된다. 오버스프레이-함유 부스 공기는 내부에서 오버스프레이가 분리되고 필터 유닛(52)과 필터 하우징(46)을 가진 교체식 일회용 구성요소로서 구성되는 필터 모듈(40)을 통해 이송된다. 또한, 본 발명은 상기 일회용 필터 모듈에 의해 오버스프레이를 분리하기 위한 장치, 및 물체(4) 특히 자동차 본체를 코팅하기 위한 설비에 관한 것이다.

Description

오버스프레이를 분리하기 위한 방법과 장치 및 상기 분리 장치 및 방법이 제공된 설비{METHOD AND DEVICE FOR PRECIPITATING OVERSPRAY AND INSTALLATION PROVIDED THEREWITH}
본 발명은 코팅 설비, 특히 페인팅 설비의 오버스프레이-함유 부스 공기로부터 오버스프레이를 분리하기 위한 방법에 관한 것으로서, 오버스프레이는 공기 흐름에 의해 이송되어 분리 장치로 안내되며, 상기 분리 장치에서 고형 물질의 적어도 대부분이 오버스프레이로부터 분리된다.
또한, 본 발명은 코팅 설비 특히 페인팅 설비의 오버스프레이-함유 부스 공기로부터 오버스프레이를 분리하기 위한 장치에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 물체, 특히 자동차 본체를 코팅하기 위한, 특히 페인팅하기 위한 설비에 관한 것으로서, 상기 설비는:
a) 코팅 부스를 가지고, 상기 코팅 부스 내에서 코팅 재료에 의해 물체가 작동될 수 있으며, 상기 코팅 부스를 통해 공기 흐름이 이송되고, 코팅 재료로부터 형성된 오버스프레이를 이동시키며;
b) 부스 공기가 공급될 수 있는 분리 장치를 가지며, 상기 분리 장치에서 고형 물질의 적어도 대부분이 오버스프레이로부터 분리된다.
물체에 페인트가 수동으로 또는 자동으로 제공될 때, 일반적으로 고체 바디(solid body) 및/또는 결합제 뿐만 아니라 용매를 함유하는 페인트의 서브스트림(substream)은 물체에 제공되지 않는다. 이러한 서브스트림은 당업자에게 "오버스프레이(overspray)"로 알려져 있다. 용어 "오버스프레이", "오버스프레이 입자" 또는 "오버스프레이 고형 물질"은, 하기에서, 분무 시스템(disperse system), 가령, 에멀젼(emulsion) 또는 현택액(suspension) 또는 이들의 조합을 가리키도록 사용될 것이다. 오버스프레이는 페인트 부스(paint booth) 내에서 공기 흐름에 의해 이동되고 분리를 위해 공급되며, 적절하게 처리된 후에, 필요 시에, 공기는 코팅 부스(coating booth)로 다시 이송될 수 있다.
특히, 페인트 소모율이 상대적으로 높은 설비, 가령, 예를 들어, 자동차 본체를 페인팅하기 위한 설비에서, 습식 분리 시스템(wet separation system)이 사용되는 것이 바람직하다. 상업적으로 알려진 "습식 분리기(wet separator)"에서, 물은 상부로부터 나온 부스 배출 공기(booth exhaust air)와 함께 공기 흐름을 가속화시키는 노즐(nozzle)로 흐른다. 상기 노즐 안에서는, 물과 함께, 내부를 통해 흐르는 부스 배출 공기가 소용돌이치는(swirling) 현상이 발생한다. 이 과정에서, 오버스프레이 입자는 대부분 물 안으로 통과하고 습식 분리기로부터 배출된 공기가 실질적으로 세척되고 페인트 오버스프레이 입자는 물 안에서 압력감응된 상태로 유지된다(reside detackified). 그 뒤, 오버스프레이 입자는 그로부터 복원되거나(recevered) 처리될 수 있다(disposed of).
공지의 습식 분리기에서, 매우 많은 양의 필요한 물을 순환시키기 위해 상대적으로 높은 양의 에너지가 사용된다. 헹굼수(rinsing water)를 처리하는 공정은 페인트-결합제(paint-binding) 및 압력감응성 화학물질(detackifying chemicals)의 사용량이 증가하고 페인트 슬러지(paint sludge)를 폐기하는 비용이 많이 들기 때문에 비싸다. 게다가, 헹굼수와 밀접하게 접촉하기 때문에, 공기는 재순환-공기 모드(recirculation-air mode)에서 많은 양의 수분을 흡수하며, 이에 따라 공기를 처리하기 위해 많은 양의 에너지를 소모하게 된다.
이에 비해, 상업적으로 알려져 있는 앞에서 언급된 타입의 공지된 장치에서, 건식 분리 공정(dry separation process)이 사용된다. 이 점에 있어서, 특히, 정전기식 작동 분리기(electrostatically operating separator)가 구현되는데, 상기 정전기식 작동 분리기 내에서 페인트 오버스프레이는 분리 표면을 지나 안내되고 거기서 분리되는데, 이는 전극 장치(electrode device)에 의해 이온화되며(ionized) 전극 장치와 분리 표면 사이에 구현된 전기장으로 인해 분리 표면으로 이송되는 오버스프레이 입자 때문이다. 그 뒤, 분피 표면에 점착되어 있던(adhering) 페인트 오버스프레이 입자는 이로부터 가령 예컨대 기계적으로 분리되어(stripped) 이송될 수 있다.
이러한 분리기의 세척 효과는 실제로 매우 우수하다. 하지만, 연속 작동 동안에, 항상, 전극 장치와 분리 표면 사이에 충분히 강력한 전기장이 구현될 수 있도록 보장되어야 하는데, 이는 분리 표면 위에 페인트 오버스프레이 층(layer)의 특정 두께까지만 가능하며 이것은 상기 층이 절연 효과(insulating effect)를 가지기 때문이다. 하지만, 분리 표면으로부터 페인트 오버스프레이를 연속적으로 제거하는 것은 높은 구조적 비용을 수반하고 있으며 오류가 나기 쉽다. 게다가, 오버스프레이는 분리 표면 위에서 반응하고, 건조되거나 경화될 수 있어서, 분피 표면으로부터 단순히 분리하는 것 만으로는 더 이상 제거되지 않을 수도 있다. 더욱이, 이러한 분리기를 위한 에너지 비용은 상대적으로 높다.
따라서, 본 발명의 목적은 위에 언급한 타입의 분리 방법, 분리 장치 및 설비를 제공하여 상기 문제들을 해결하는 데 있다.
상기 목적은 위에 언급한 타입의 분리 방법으로 구현되는데, 오버스프레이-함유 부스 공기(overspray-laden booth air)는 내부에서 오버스프레이가 분리되고 필터 유닛(filter unit)과 필터 하우징(filter housing)을 가진 교체식 일회용 구성요소(replaceable disposable component)로서 구성되는 필터 모듈(filter module)을 통해 이송되며, 각각의 필터 모듈은 오버스프레이 로딩 한계(overspray loading limit)에 도달하고 난 뒤 속이 빈 필터 모듈로 교체된다.
본 발명은, 일반적인 견해에 비해, 일회용 필터 모듈이 경제적이며 게다가 환경친화적이라는 인식에 기반한다. 에너지 측면에서 볼 때, 그리고, 필요 자원 측면에서 볼 때, 이러한 일회용 필터 모듈의 처리 및/또는 폐기 공정에 드는 비용은, 분리된 페인트가 연속 공정(continuous process)에서 배출되는 분리 표면으로부터 제거되는 분리 장치에 소모되는 비용에 비해 훨씬 저렴하다.
이런 이유로, 교체식 오버스프레이-함유 필터 모듈이 폐기 및/또는 재활용 공정에 공급되는 것이 바람직하다.
필터 유닛으로서 관성 필터(inertial filter)가 사용되는 것이 특히 효과적인 것으로 입증되어 왔다. 바람직하게, 관성 필터는 외부 에너지 공급 없이도 작동될 수 있으며 이에 따라 오버스프레이가 효율적으로 분리된다.
위에 언급된 타입의 분리 장치에 관하여, 앞에서 언급한 목적이 구현되는데:
a) 오버스프레이-함유 부스 공기가 이송되고 내부에서 오버스프레이가 분리될 수 있는 필터 모듈을 사용하여 분리 장치가 작동되고;
b) 필터 모듈은 필터 유닛과 필터 하우징을 가진 교체식 일회용 유닛으로서 구성되며;
c) 분리 장치는 각각의 필터 모듈이 오버스프레이 로딩 한계에 도달하고 난 뒤 속이 빈 필터 모듈로 교체되는 수단을 포함한다.
이러한 이점들은 상기 분리 방법에 대해 위에서 기술한 이점들과 일치한다.
필터 유닛이 관성 필터로서 구성되는 것이 바람직하다.
우수한 분리 효과(separating effect)를 구현하기 위하여, 필터 유닛이 흐름 경로를 형성할 수 있도록 배열되는 복수의 분리 요소를 포함하는 것이 특히 유리하다.
상기 분리 요소는 수직 방향으로 연장되고 수평 방향으로 상기 분리 요소 주위로 흐르는 부스 공기를 가지는 것이 바람직하다. 그 뒤, 오버스프레이는 하부 방향으로 흘러 분리 요소로 흐른다.
분리 요소들 사이의 공간이 흐름 방향 및/또는 상기 흐름 방향에 대해 수직인 방향으로 감소되면, 필터 유닛을 통해 흐름 경로의 끝부분에서 부스 공기 내에 여전히 존재하는 오버스프레이 입자들도 효과적으로 분리된다.
실제로, 분리 요소로서 필터 플레이트(filter plate), 필터 카트리지(filter cartridge), 격실 구조물(compartment structure) 또는 챔버 구조물(chamber structure)이 바람직한 것으로 입증되었다.
필터 모듈이 표준화된 지지 구조물로서 구성된 베이스 부분(base part)을 포함하면, 이러한 타입의 표준화된 지지 구조물에 이미 꼭 맞는 공지의 컨베이어 시스템에 의해 이송될 수 있다.
일회용 필터 모듈의 처리 또는 폐기 공정의 측면에서 볼 때, 필터 모듈의 한 구성요소, 몇몇 구성요소 또는 모든 구성요소들은 습윤-강도 재활용 재료(wet-strength recycling material)로 제작되는 것이 특히 바람직하다.
위에서 언급한 습윤-강도 재활용 재료로서, 종이 및 페이퍼보드(paperboard) 재료, 골판지(corrugated cardboard), 수직방향 주름이 있는 판지, 벌집 구조 또는 판지 랩(cardboard wrap)을 가진 판지, MDF 재료, 목재 중 하나 또는 그 이상이 선택되는 것이 바람직하다. 플라스틱 재료, 특히 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌도 적합하다.
필터 모듈이 모듈 킷(modular kit)으로서 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 필터 모듈은 현장에서(on site) 조립될 수 있고 공간-절약 방식으로, 가령, 예컨대, 접혀져서 평평한 상태로 사용 장소에 이송될 수 있다.
분리된 오버스프레이를 효과적으로 캡쳐하기(capture) 위하여, 필터 모듈이 분리된 오버스프레이가 수거되는 수거통(collecting trough)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 수거통은, 가령, 예를 들어, 필터 모듈의 베이스 부분 위에 배열되는 수거백(collecting bag)을 포함할 수 있다.
이제, 위에서 언급한 목적은 앞에서 언급한 타입의 설비로 구현되는데, 이 설비는 위에서 언급한 특징들 중 일부 또는 모든 특징들을 가진 분리 장치를 포함한다.
이에 따라 구현될 수 있는 이점들은 상기 분리 장치에 대해 위에서 기술한 이점들과 일치한다.
본 발명의 대표적인 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 밑에서 상세하게 설명된다:
- 도 1은 오버스프레이용 분리 장치를 가진 표면 처리 설비의 페인트 부스의 전면도;
- 도 2는 도 1에 도시된 단면선 II-II을 따라 도 1의 페인트 부스의 일부를 확대하여 도시한 단면도;
- 도 3은 분리 장치의 필터 모듈을 도시한 투시도로서, 필터 하우징의 일부분이 도시되며;
- 도 4는 도 3에 비해 변형된 필터 모듈을 도시한 투시도;
- 도 5는 도 1에 비해 페인트 부스의 변형된 분리 영역을 확대하여 도시한 도면;
- 도 6은 도 4에 비해 변형된 필터 모듈을 도시한 도면;
- 도 7은 도 6에 따른 필터 모듈을 도시한 측면도로서, 한 부분에 수거통이 도시된다.
도 1에서, 도면부호(2)는, 전반적으로, 가령, 예를 들어, 구체적으로는 도시되지 않았지만 페인트 부스(2) 내에서 상위에 위치된 사전-처리 스테이션 내에서, 자동차 본체(4)가 세척되고 그리스가 제거된 후(degreased) 자동차 본체(4)가 페인팅되는 표면 처리 설비(surface treatment plant)의 페인트 부스를 나타낸다. 페인트 부스(2)는 알려져 있는 것과 같이 스틸 구조물(6) 위에 배치된다.
페인트 부스(2)는 페인트 터널(8)을 포함하는데, 상기 페인트 터널은 상부에 배열되고 수직 측벽(10)과 수평 부스 천장(12)에 의해 경계가 결정되지만 단부면들에서는 개방된다. 게다가, 페인트 터널(8)은 오버스프레이-함유 부스 공기(overspray-laden booth air)가 하부 방향으로 흐를 수 있도록 바닥에 대해 개방된다. 부스 천장(12)은 필터 커버(16)가 있는 공기 공급 챔버(14)의 하부 경계면과 같이 종래의 방법으로 구성된다.
이송 장치(22)를 지지하는 스틸 프레임워크(20)가 페인트 터널(8)의 하측 개구(18) 위에 배열되는데, 상기 이송 장치는 공지된 사항이기 때문에 본 명세서에서는 상세하게 논의되지 않는다. 상기 이송 장치는 페인팅되어야 하는 자동차 본체(4)를 페인트 터널(8)의 입구면으로부터 출구면으로 이송시키도록 사용될 수 있다. 페인트 터널(8)의 내측에는, 공지된 것과 같이 다축 애플리케이션 로봇(24) 형태의 애플리케이션 장치(application device)가 위치된다. 자동차 본체(4)는 애플리케이션 로봇(24)에 의해 페인트로 코팅될 수 있다.
페인트 터널(8)의 하측 개구(18)는 접근식 격자(accessible grating)(26)에 의해 덮힌다. 상기 격자(26) 밑에, 부스 공기 내에 함유된 오버스프레이 입자들이 부스 공기로부터 분리되는 설비 영역(28)이 위치된다.
따라서, 공기 공급 챔버(14)로부터 나온 공기 흐름은 하부 방향으로 페인트 터널(8)를 통해 설비 영역(28)으로 흐르며, 이때 페인트 터널(8) 내에 존재하는 페인트 오버스프레이가 제공되어 공기 내에 함유된다.
설비 영역(28)은 오버스프레이-함유 부스 공기가 내부로 흐르고 이를 위해 페인트 부스(2)를 향해 상부에서 개?되는 흐름 영역(30)을 포함하는데, 중간의 천장(32)에 의해 바닥 경계가 결정되고 측벽(10)에 의해 측면 경계가 결정된다. 중간 천장(32)은 부스의 세로 방향으로 일렬로 배열된 복수의 통로(34)를 가진다. 상기 통로(34)들은 각각 오버스프레이 입자가 대부분 수직 방향으로 내부로 흐르고 부스 공기가 제공되는 각각의 공기 안내 채널(38)의 채널 입구(36)로 이어진다.
공기 안내 채널(38)은 부스 공기를 90°굴절시켜 수평 방향으로 가게 한 뒤, 부스 공기는 수평 방향으로 필터 모듈(40) 내로 흐른다. 각각의 필터 모듈(40)은 전반적으로 도면부호(42)로 표시된 분리 장치와 함께 작동하는 분리 유닛을 형성하는데, 상기 분리 장치는 흐름 영역(30) 밑에 배열된 페인트 부스(2)의 분리 영역(44) 내에 존재한다.
각각의 필터 모듈(40)은 공기 안내 채널(38) 중 하나에 탈착 가능하게 연결된다. 이를 위하여, 각각의 필터 모듈(40)은 공기 안내 채널(38)의 채널 출구 연결부(50)에 상호보완적으로 구성된 필터 입구(48)가 있는 필터 하우징(46)을 가져서, 필터 모듈(40)은 상응하는 수평 운동에 의해 공기 안내 채널(38)의 채널 출구 연결부(50)에 유체적으로 연결되거나 상기 채널 출구 연결부로부터 분리될 수 있다.
따라서, 본 발명의 상기 대표적인 실시예의 분리 장치(42)는 필터 모듈(40) 내에 모듈 방식으로 조립된 분리 필터이다.
부스 공기는 필터 모듈(40) 내에서 90°보다 2배 더 크게 굴절되고, 그 뒤, 페인트 오버스프레이가 분리되는 관성 필터(52) 형태로 필터 유닛을 통해 흐르며, 필터 입구(48)가 위치된 것과 같이 필터 하우징(46)의 똑같은 면 위에 필터 출구 연결부(54)를 통해 필터 모듈(40)로부터 배출된다. 그로부터, 이제, 오버스프레이 입자가 실질적으로 없는 부스 공기는 중간 채널(56) 내로 흐르며, 부스 공기는 상기 중간 채널에 의해 수거용 흐름 채널(58) 내에 도달한다.
중간 채널(56)은 입구 플랜지(60)를 가지며, 필터 모듈(40)의 필터 출구 연결부(54)가 위에 기술된 수평 운동을 통해 상기 입구 플랜지(60)에 유체적으로 연결되거나 상기 입구 플랜지로부터 분리되는 것도 가능하다. 따라서, 필터 모듈(40)은 필터 입구(48)가 공기 안내 채널(38)의 채널 출구 연결부(50)에 연결되고 필터 출구 연결부(54)가 중간 채널(56)의 입구 플랜지(60)에 연결될 때 작동 위치에서 사용하기 위해 준비 상태가 된다.
부스 공기는 추후의 처리 및 조절 공정을 위해 수거용 흐름 채널(58)에 의해 공급되며, 그 후, 회로(본 명세서에서는 구체적으로 도시되지 않음) 내에서 공기 공급 챔버(14) 안으로 이송되며, 상기 공기 공급 챔버로부터 부스 공기는 위에서부터 페인트 터널(8) 내로 다시 흐른다. 필터(42)를 분리시킴으로써 부스 공기가 오버스프레이 입자를 적절하게 자유롭지 못한 경우에, 분리 필터(42)의 하위 위치에 추가적인 필터 스테이지가 제공될 수 있으며, 부스 공기는 상기 분리 필터에 공급되고 알려져 있는 것과 같이 플리스 필터(fleece filter) 또는 정전기 방식으로 작동하는 분리 필터가 상기 분리 필터에 사용된다. 또한, 선택적으로는, 필터 모듈(40) 내에 하나 또는 그 이상의 필터 스테이지를 일체로 구성하는 것도 가능하다(integrate). 따라서, 플리스 필터는 가령 예를 들어 필터 출구 연결부(54)의 상위 위치에 배열될 수 있다.
이제, 필터 모듈(40) 중 하나가 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 필터 모듈(40)의 필터 하우징(46)은 필터 입구(48)과 필터 출구 연결부(54) 사이에서 연장되는 흐름 챔버(62)의 경계를 결정하며, 180°만큼 굽어진 흐름 경로 위에서 상기 흐름 챔버를 통해 부스 공기가 흐른다.
필터 하우징(46)은 베이스 부분(64)과 상기 베이스 부분(64)에 의해 지지되는 챔버 커버(66)를 포함하는데, 상기 챔버 커버 내에 챔버 벽이 필터 입구(48)와 필터 출구 연결부(54)를 가진다. 상기 필터 하우징의 기하학적 형상과 수치에 대해서, 베이스 부분(64)은 표준화된 지지 구조물로서 형성되는데 가령 예를 들어 소위 유로 팰릿(Euro pallet)에 따라 형성된다. 따라서, 필터 모듈(40)이 이러한 표준화된 구조물에 꼭 맞는 컨베어이 시스템(68)에 의해 이동될 수 있게 되고 작동 위치로 가거나 작동 위치로부터 제거되는 것도 가능하다. 이는 도 1에서 가령 예를 들어 운영자에 의해 수동으로 작동될 수 있는 상승 컨베이어 트럭(70)을 사용하여 도시된다.
페인트 부스(2)의 분리 영역(44) 내에 필터 모듈(40)이 그리드 배열(grid formation) 형태로 배열될 수 있으며, 사용된 표준화된 베이스 부분(64) 위에 고정된다.
필터 모듈(40)의 적어도 하부 수거 영역은 액체가 새지 않으며(liquid-tight) 이에 따라 관성 필터(52)에서 분리되고 내부에서 하부를 향해 흐르는 페인트를 위해 수거통(72)으로서 구성된다.
관성 필터(52)는 오버스프레이-함유 부스 공기가 수평 방향(74)으로 흐르도록 흐름 챔버(62) 내에서 필터 출구 연결부(54)의 상위 위치에 배열된다. 관성 필터(52)는 도 3에 도시된 것과 같이 실질적으로 수평 방향의 지지 플레이트(78)가 있는 지지 구조물(76)을 포함하는데, 여기서 상기 지지 플레이트(78)는 필터 모듈(40) 내에 유입되는 부스 공기의 흐름 방향에서 수평면에 대해 약간 하부를 향하도록 각이 져 있으며(angled), 필터 출구 연결부(54)와 필터 입구(48)로 필터 하우징(46)의 하우징 벽 위에서 내측에 장착된다.
지지 플레이트(78)는 복수의 필터 플레이트(80)를 지지하고, 상기 필터 플레이트는 지지 요소로서 사용되며 수거통(72)의 방향에서 하부 방향으로 연장되는데, 간결하게 표시하기 위해 오직 몇몇 필터 플레이트에만 도면부호가 제공된다. 본 발명의 대표적인 실시예에서와 같이, 이는 예를 들어 지지 플레이트(78)가 내부에 필터 플레이트(80)가 삽입되고 필터 플레이트(80)에 대해 상호보완적인 슬롯(82)을 가지도록 구현될 수 있다. 슬롯(82)들 중 오직 몇몇 슬롯들만 도면부호를 가진다.
필터 플레이트(80)는 횡단면이 V-형태로 형성되며 V의 지점이 공기의 흐름 방향(74)에 향하고 부스 공기는 관성 필터(52)를 통해 흐르도록 배열된다. 여기서, 필터 플레이트(80)는 서로로부터 오프셋배열되며, 부스 공기의 흐름 방향(74)에서 필터 플레이트(80)의 번호는 증가된다. 달리 말하면, 필터 플레이트(80) 사이의 공간은 흐름 방향(74)에서 감소되고 상기 흐름 방향에 대해 수직인 방향 즉 여기서는 수평 방향에서 감소된다. 이러한 원리는 수직 단면에 도시되고 완전히 채워진 필터 플레이트(80)를 교체하는 필터 모듈(84)을 교체하기 위해 도 2에 도시된다.
이런 방식으로, 질량 관성의 법칙에 따라 공지된 상태로 오버스프레이 입자가 필터 플레이트(80)에서 분리되고 내부를 통해 부스 공기가 흐르는 흐름 경로가 관성 필터(52)에서 흐름 방향(74)으로 형성된다. 그로부터, 오버스프레이는 하부를 향해 흘러 오버스프레이가 페인트 통 내에 축적되는 수거통(72) 내에 들어간다.
필터 플레이트(80) 대신에, 기하학적 형상 및 수치에 있어 상이한 구성을 가진 분리 요소들을 사용하는 것도 가능하다. 도 4는 필터 카트리지(86)가 필터 플레이트(80) 대신에 지지 구조물(76)의 지지 플레이트(78)에 의해 지지되는 변형된 필터 모듈(40)을 도시한다. 여기서, 필터 카트리지(86)는 도 3에 따른 필터 모듈(40) 내의 필터 플레이트(80)와 똑같은 원리에 따라 배열된다. 실제로, 분리 요소들을 그 밖의 다른 배열방법을 제공하는 것도 가능하다.
필터 플레이트(80) 또는 필터 카트리지(86) 대신에, 분리 요소들로서 챔버 구성 또는 구성요소의 구성을 제공하는 것도 가능하다. 가령 예를 들어 격실 구조(compartment structure)로서, 접힘 가능한(foldable) 방식 또는 플러그-인(plug-in) 방식으로 서로 연결되는 플레이트 또는 시트(sheet)도 사용될 수 있다. 실제로, 챔버 구성은 벌집 형태의 디자인을 가진다.
도 1에서 볼 수 있듯이, 필터 모듈(40)은 작동 위치에서 스케일(scale)(88) 위에 배열되며 고정 장치(90)에 의해 상부와 바닥에서 작동 위치에 고정된다.
각각의 필터 모듈(40)은 최대량의 페인트를 보유 하도록 즉 필터 모듈(40)의 타입 및 이를 위해 사용되는 재료에 좌우되는 오버스프레이 로딩 한계(overspray loading limit)를 위해 설계된다. 이미 수거된 페인트의 양은 스케일(88)에 의해 모니터링될 수 있다. 대안으로, 상기 로딩 한계는 압력차(differential pressure)를 결정함으로써 구현될 수 있다. 필터 모듈(40)에 의해 축적된 공기 저항(air resistance)은 필터 모듈(40)이 더 많이 로딩됨에 따라 증가된다.
필터 모듈(40)이 최대 보유 용량(maximum holding capacity)에 도달할 때 고정 장치(90)는 릴리스되고(released), 완전히 채워진 필터 모듈(40)은 속이 빈 필터 모듈(40)로 교체되며 상승 컨베이어(70)에 의해 페인트 부스(2)의 분리 영역(44)으로부터 이동된다. 이를 위하여, 연결 채널(46)과 안내 채널(38) 및 교체되어야 하는 필터 모듈(40) 사이의 흐름 연결은, 연결 채널(56)의 입구 플랜지(60)와 안내 채널(38)의 채널 출구 연결부(50)가 스톱 밸브(구체적으로는 도시되지 않음)에 의해 닫힌다는 점에서 사전에 차단된다(interrupted in advance).
속인 빈 필터 모듈(40)이 스케일(88) 위에서 작동 위치로 이동될 때, 상기 필터 모듈은 고정 장치(90)에 의해 고정되며 따라서 분리 영역(44)으로부터 우발적으로 나오는 것이 방지된다. 연결 채널(56)과 안내 채널(38)의 스톱 밸브는 부스 공기가 새로이 위치된 필터 모듈(40)을 통해 흐르도록 다시 개방 위치로 가게 된다.
그 뒤, 교체된 오버스프레이-함유 필터 모듈(40)은 폐기 및/또는 재활용 공정으로 공급되며 이에 따라 일회용 필터 모듈(disposable filter module)로서 사용된다.
달리 말하면, 오버스프레이가 분리되는 필터 모듈(40)은 필터 유닛(52)과 필터 하우징(46)이 있는 교체식 일회용 유닛으로서 구성되며, 각각의 필터 모듈(40)은 오버스프레이 로딩 한계에 도달한 후에 속이 빈 필터 모듈(40)로 교체된다.
도 5는, 한 변형예로서, 추가적인 변형 컨베이어 시스템(68)을 도시한다. 상승 컨베이어 트럭 대신에, 상기 도면은 공지된 방식으로 모터-구동 롤러가 있는 롤러 컨베이어를 포함하는 롤러 컨베어이 시스템(92)을 도시한다. 롤러 컨베이어 시스템(92)에 의해, 페인트 오버스프레이를 위한 보유 용량이 고갈되는(exhausted) 필터 모듈(40)은 컴퓨터 제어 하에서 페인트 부스(2)의 분리 영역(44)으로부터 나와서 각각의 언로딩된(unloaded) 필터 모듈(40)로 교체된다. 이를 위하여, 롤러 컨베이어 시스템(92)은 협력 컨베이어 유닛들을 포함하는데, 상기 협력 컨베이어 유닛들에 의해 필터 모듈(40)은 페인트 부스(2)의 세로방향 높이(longitudinal extent)에 대해 평행하게 및/또는 횡단 방향으로 이동될 수 있다.
필터 모듈(40)의 분리 요소(80, 86), 지지 구조물(76), 챔버 하우징(66), 및 베이스 부분(64)은 습윤-강도 재활용 재료(wet-strength recycling material)로 제작된다. 일반적으로, 필터 모듈(40)의 한 구성요소, 몇몇 구성요소 또는 모든 구성요소들은 습윤-강도 재활용 재료로 제작된다. 셀룰로스 재료(cellulose material), 가령, 선택적으로 처리된 종이 및 페이퍼보드 재료(paperboard material), 골판지(corrugated cardboard), 수직방향 주름이 있는 판지, 벌집 구조 또는 판지 랩(cardboard wrap)을 가진 판지, 뿐만 아니라 그 밖의 재료, 가령, MDF 재료도 사용될 수 있다. 베이스 부분(64)으로서 가령, 예컨대, 목재 유로 팰릿(wooded Euro pallet)이 적절하다. 플라스틱, 특히, 가령, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌도 사용가능하다.
여기서, 필터 모듈(40) 자체는 개별 부분 내의 구성요소들을 포함하는 모듈 킷(modular kit)으로서 전달되고 현장에서(on site) 조립될 수 있다. 여기서, 챔버 하우징(66)은 가령, 예를 들어 접힘식 천장(collapsible ceiling)을 가질 수 있으며 2개의 대각선 방향으로 맞은편에 있는 세로방향 에지를 따라 접혀서 2개-층 하우징 플레이트가 될 수 있다. 그러면, 접히지 않은 챔버 하우징(66)은 가령 예를 들어 관성 필터(52) 위에서 미끄러지며(slipped), 상기 관성 필터는 지지 구조물(76) 및 필터 플레이트(80) 또는 필터 카트리지(86)로부터 사전에 조립된다.
관성 필터(52)가 챔버 하우징(66) 위에 장착되고 난 뒤, 상기 구성 유닛은 베이스 부분(64) 위에 배열되고 접착에 의해 상기 베이스 부분에 고정될 수도 있다.
수거통(72)을 구성하기 위하여, 밀봉 매스(sealing mass)가 베이스 영역 내에 주입될 수 있으며 회전 테이블(nutating table)을 사용하여 흐름 챔버(62)의 베이스 영역 내에 균일하게 분포될 수 있다.
도 6과 7은 이에 대한 대안의 수거통(94)을 도시한다. 여기서, 베이스 부분(64)은 회전 통 프레임(96)을 지지하는데, 상기 회전 통 프레임은 위에서 언급한 습윤-강도 재활용 재료들 중 한 재료, 가령, 예를 들어 얇은 목재 블록(wooden block)으로 제작될 수 있다. 내부에 챔버 하우징(66)이 위치될 수 있으며 상부 에지가 통 프레임(96) 위에서 외부 방향으로 접히는, 액체가 새지 않는 수거백(98)이 통 프레임(96) 내에 삽입된다. 공지된 것처럼 분말 페인트를 위해 포장되는 것과 같이, 실제로, 수거백(98)으로서 소위, 빅-백(Big-Bag)이 사용될 수 있는 것이 도시된다.
분리 장치(42)가 모듈식 구성으로 형성되기 때문에 전체 장치로서 페인트 부스(2)의 내측 윤곽 내에 배열될 수 있도록 컴팩트한 디자인으로 구성할 수 있는데, 본 발명의 대표적인 실시예들에서는 스틸 구조물(6)에 의해 형성된다. 이는 도 1에 명확하게 도시된다. 이런 방식으로, 페인트 부스(2)를 위해 필요한 표면적은 분리 장치(42)에 의해 증가되지 않는다. 이에 따라 조립될 준비가 된 페인트 부스는 분리 장치(42)로 새로 장착될 수 있게 한다(retrofitted). 여기서, 분리 장치(42)의 소형화는 전체적으로 개별 필터 모듈(40)의 소형화에 좌우된다.

Claims (16)

  1. 코팅 설비, 특히 페인팅 설비의 오버스프레이-함유 부스 공기로부터 오버스프레이를 분리하기 위한 방법으로서, 오버스프레이는 공기 흐름에 의해 이송되어 분리 장치(42)로 안내되며, 상기 분리 장치(42)에서 고형 물질(solid material)의 적어도 대부분이 오버스프레이로부터 분리되는, 오버스프레이 분리 방법에 있어서,
    오버스프레이-함유 부스 공기는 내부에서 오버스프레이가 분리되고 필터 유닛(52)과 필터 하우징(46)을 가진 교체식 일회용 구성요소로서 구성되는 필터 모듈(40)을 통해 이송되며, 각각의 필터 모듈(40)은 오버스프레이 로딩 한계에 도달하고 난 뒤 속이 빈 필터 모듈(40)로 교체되는 오버스프레이 분리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    교체식 오버스프레이-함유 필터 모듈(40)이 폐기 및/또는 재활용 공정에 공급되는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    필터 유닛(52)으로서 관성 필터가 사용되는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 방법.
  4. 코팅 설비, 특히 페인팅 설비의 오버스프레이-함유 부스 공기로부터 오버스프레이를 분리하기 위한 장치에 있어서,
    a) 오버스프레이-함유 부스 공기가 이송될 수 있고 내부에서 오버스프레이가 분리되는 필터 모듈(40)을 사용하여 분리 장치(42)가 작동되고;
    b) 필터 모듈(40)은 필터 유닛(52)과 필터 하우징(46)을 가진 교체식 일회용 유닛으로서 구성되며;
    c) 분리 장치(42)는 수단(38, 56, 68, 90)을 포함하는데, 상기 수단(38, 56, 68, 90)에 의해 각각의 필터 모듈(40)은 오버스프레이 로딩 한계에 도달하고 난 뒤 속이 빈 필터 모듈(40)로 교체되는 오버스프레이 분리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    필터 유닛(52)은 관성 필터로서 구성되는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    필터 유닛(52)은 흐름 경로를 형성할 수 있도록 배열되는 복수의 분리 요소(80; 86)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    분리 요소(80; 86)는 수직 방향으로 연장되고 수평 방향(74)으로 상기 분리 요소 주위로 흐르는 부스 공기를 가지는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    분리 요소(80; 86) 사이의 공간은 흐름 방향(74) 및/또는 흐름 방향(74)에 대해 수직인 방향으로 감소되는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    분리 요소(80; 86)로서 필터 플레이트, 필터 카트리지, 격실 구조물 또는 챔버 구조물이 제공되는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    필터 모듈(40)은 표준화된 지지 구조물로서 구성된 베이스 부분(64)을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  11. 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    필터 모듈(40)의 한 구성요소, 몇몇 구성요소 또는 모든 구성요소들은 습윤-강도 재활용 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    습윤-강도 재활용 재료로서, 종이 및 페이퍼보드 재료, 골판지, 수직방향 주름이 있는 판지, 벌집 구조 또는 판지 랩(cardboard wrap)을 가진 판지, MDF 재료, 목재 또는 플라스틱 재료, 특히, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 중 하나 또는 그 이상의 재료가 선택되는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  13. 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    필터 모듈(40)은 모듈 킷으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  14. 제4항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    필터 모듈(40)은 분리된 오버스프레이가 수거되는 수거통(72; 94)을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    수거통(94)은 필터 모듈(40)의 베이스 부분 위에 배열되는 수거백(98)을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버스프레이 분리 장치.
  16. 물체, 특히 자동차 본체를 코팅하기 위한, 특히 페인팅하기 위한 설비로서,
    상기 설비는:
    a) 코팅 부스(2)를 가지고, 상기 코팅 부스 내에서 코팅 재료에 의해 물체(4)가 작동될 수 있으며, 상기 코팅 부스를 통해 공기 흐름이 이송되고, 코팅 재료로부터 형성된 오버스프레이를 이동시키며;
    b) 부스 공기가 공급될 수 있는 분리 장치(42)를 가지며, 상기 분리 장치(42)에서 고형 물질의 적어도 대부분이 오버스프레이로부터 분리되는, 물체, 특히 자동차 본체를 코팅하기 위한, 특히 페인팅하기 위한 설비에 있어서,
    c) 분리 장치(42)는 제4항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는, 물체, 특히 자동차 본체를 코팅하기 위한, 특히 페인팅하기 위한 설비.
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