EP2321066B1 - Vorrichtung zum abscheiden von lack-overspray - Google Patents

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EP2321066B1
EP2321066B1 EP09777847.6A EP09777847A EP2321066B1 EP 2321066 B1 EP2321066 B1 EP 2321066B1 EP 09777847 A EP09777847 A EP 09777847A EP 2321066 B1 EP2321066 B1 EP 2321066B1
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EP
European Patent Office
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electrode
high voltage
separation
overspray
voltage source
Prior art date
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EP09777847.6A
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French (fr)
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EP2321066A1 (de
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Jan Reichler
Werner Swoboda
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Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann SE
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68—Control systems therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/025—Combinations of electrostatic separators, e.g. in parallel or in series, stacked separators, dry-wet separator combinations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/08—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary flat electrodes arranged with their flat surfaces parallel to the gas stream
    • 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
    • B05B14/42—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths using electrostatic means

Definitions

  • Such a device is for example from the US 5 264 014 A known.
  • a partial flow of the lacquer which generally contains both solids and solvents and / or binders, is not applied to the article.
  • This partial flow is called "overspray" in the professional world. The overspray is detected by the air flow in the spray booth and fed to a separation.
  • wet separation systems are used.
  • wet separators known from the market
  • this nozzle there is a turbulence of the flowing through Cabin exhaust takes place with the water.
  • the overspray particles largely pass into the water, so that the air leaves the wet scrubber substantially cleaned and the paint overspray particles are in the water. From this they can then be recovered or disposed of.
  • an electrostatic precipitator in which a plurality of units are arranged in the flow direction for a gas to be cleaned in a row, which can be controlled by their own control circuits.
  • Object of the present invention is to develop a device of the type mentioned so that the troubleshooting is easier when errors occur in the high voltage range and the downtime of the entire device are reduced in this way and that the energy efficiency is increased.
  • the electrode device at which the defect is located can easily be detected and then switched off.
  • the entire device need not be shut down in this case, but can be continued in an emergency operation, which still makes a sufficient separation of the paint overspray possible.
  • a desired side effect of this kind To be able to supply different electrode device independently with high voltage, is that the electrode means that are not needed, can be turned off, whereby a considerable energy savings is achieved.
  • a first possibility of independently applying high voltage to the electrode devices and / or the multiple regions of the same electrode device is that these electrode devices or regions can be connected to one and the same high-voltage source. In this case, so only a single high voltage source is needed.
  • a switching device corresponding contactors can be used.
  • a somewhat more sophisticated way of applying high voltage independently is that each of the plurality of electrode devices and / or each of the multiple regions of the one electrode device is associated with its own high voltage source. In this way, with a somewhat higher expenditure on equipment, the possibility of an emergency operation is obtained even in the event that an error occurs in the area of a high-voltage source. The other electrode devices and / or the other regions of the electrode device can then still be operated from the associated high voltage source. In addition, in this embodiment, the capacities are lower; the charge reduced in case of a rollover is smaller.
  • At least one electrode device comprises a plurality of corona wires as well as a flat, preferably planar field electrode as regions which can be acted upon independently with high voltage.
  • corona wires finds then the ionization of the overspray particles instead, while in the field of the planar field electrode substantially the deposition of overspray particles runs on the Abscheide perennial.
  • each group being an area of the electrode device which can be acted upon independently with high voltage.
  • each group being an area of the electrode device which can be acted upon independently with high voltage.
  • the highest voltage is generally applied to the group of corona wires which is furthest away from the sheet-like field electrode.
  • the division of the corona wires into several groups also has the advantage that the individual groups can be controlled cyclically. Again, this is associated with a certain energy savings.
  • cyclically switching on the various regions of the electrode device has the advantage that the adhesion of overspray particles to the deposition surface is reduced in the region opposite the corona wire, where this is not desired.
  • FIGS. 1 and 2 Referenced.
  • a spray booth a bruisenbehandlüngsstrom referred to, in which vehicle bodies 4 are painted after they were in the paint booth 2 upstream, not specifically shown pretreatment stations, for example, cleaned and degreased.
  • the painting booth 2 comprises a painting tunnel 6 arranged at the top, which vertical side walls 8a, 8b and a horizontal cabin ceiling 10 limited, but is open at the ends and downwards in such a way that laden with overspray cabin exhaust air can flow down.
  • the cabin ceiling 10 is formed in the usual way as the lower boundary of the air supply space (not shown) with filter cover.
  • a steel structure 14 is arranged, which carries a known per se conveyor system 16, which will be discussed in detail here night.
  • this vehicle body 4 to be painted can be transported from the input side of the painting tunnel 6 to its output side.
  • application devices Inside the paint tunnel 6 are not specifically shown application devices, by means of which the vehicle bodies 4 can be applied in a manner known per se with paint.
  • the separation chamber 18 is characterized by an in FIG. 2 to be recognized bottom plate 20, two vertical side walls 22a, 22b and two vertical end walls bounded, the latter two in the FIGS. 1 and 2 are omitted.
  • a separation device 24 is arranged with a plurality of in the longitudinal direction of the separation chamber 18 successively arranged separation units 26, which will be discussed in more detail below.
  • the separation units 26 rest on a support frame 30 which allows air to flow downwardly out of the separation device 24.
  • a further air guide plate 32 which extends along the separation device 24 in the separation chamber 18.
  • the air guide plate 32 has a vertical portion 32 a, which in the FIGS. 1 and 2 left side wall 22a of the separation chamber 18 faces, and an obliquely downward in the direction of the opposite side wall 22b of the separation chamber 18 extending portion 32b.
  • FIG. 1 schematically illustrated collecting channel 34 which extends parallel to the vertical portion 32a of the air baffle 32 and which is inclined in the longitudinal direction relative to a horizontal plane.
  • a deposition unit 26 includes two spaced-apart parallel rectangular side panels 36a, 36b, which are connected at their upper opposite end edges by a curved portion 38 with each other, whose clear outer contour corresponds in cross-section to a semicircle and the top of the separation unit 26 forms.
  • the side plates 36a, 36b each carry a gutter 44a, 44b, which runs parallel to the side plates 36a, 36b of the separation units 26 and in the direction of a first, in FIG. 3 front end 46 of the separation unit 26 is inclined downwards.
  • the gutters 44a, 44b terminate at the end with the side plates 36a, 36b of the separating unit 26 (cf. FIG. 3 ).
  • the gutters 44a, 44b are at their end 48a and 48b at the first end face 46 (see. FIG. 3 ) of the separation unit 26 open.
  • each separation unit 26 comprises a first end wall 50a, which is arranged on the first end face 46.
  • the opposite end face of the separation units 26, which is not specifically provided with a reference numeral, is covered by a second end wall 50b.
  • the end walls 50a, 50b of the Abscheidiseren 26 close the end faces of the associated overflow channel 40.
  • the two end walls 50a, 50b are made of plastic.
  • the first end wall 50a of the separation unit 26 comprises two openings 52a, 52b, in each of which a gutter 44a, 44b with their. Ends 48a, 48b opens.
  • drip plates 54a, 54b are attached to the openings 52a, 52b.
  • the drip plates 54a, 54b of each separation unit 26 protrude beyond the collection channel 34.
  • two adjacent separation units 26 are arranged in each case while maintaining a distance from each other.
  • An electrode device 56 extends in each case between two adjacent separation units 26 and at the free side plates 36a and 36b of the two outermost separation units 26 within the separation device 24.
  • Each electrode device 56 comprises two straight, parallel to each other electrode strips 58a, 58b. These hold in a field portion 60 of the electrode device 56, a planar electrode 62, in the example in the form of a grid electrode whose edges 64a, 64b extending between the electrode strips 58a, 58b are perpendicular to this.
  • a corona section 66 of the electrode device 56 the electrode strips 58a, 58b hold a plurality of corona wires 68 acting as a spray electrode.
  • the corona wires 68 extend in a plane predetermined by the electrode strips 58a, 58b parallel to the edges 64a, 64b of the grid electrode 62 and are equidistant from one another arranged.
  • the electrode means 56 have an overall extension which substantially corresponds to the extension of the side plates 36a, 36b of the separation units 26.
  • the electrode means 56 are arranged so that the lower edge 64b of the grid electrode 62 is located approximately at the level of the lower end of the side plates 36a and 36b, respectively.
  • this separating liquid is supplied to the overflow channel 40 in the curved section 38 of the separating units 26. From there, the separating liquid reaches the side plates 36a, 36b via the curved flanks 70a, 70b of the curved section 38 of the separating unit 26 extending next to the overflow channel 40 as a continuous layer and flows down at their separating surfaces 42a, 42b as a further continuous separating liquid layer.
  • corona wires 68 of the electrode device 56 and their distance from one another may vary depending on the deposition behavior of the overspray particles.
  • four corona wires 68 are provided, of which the uppermost one is arranged next to the curved section 38 of the separating unit 26, whereas the underlying corona wire 68 is still in the area adjacent to the respective side plate 36a or 36b of the separating unit 26.
  • the four corona wires 68 are divided into two groups 68A, 68B. They are in each case electrically connected in parallel within these groups 68A, 68B and thus form a "region" 56A or 56B of the electrode device 56. Each of these regions 56A, 56B is connectable to a high-voltage source 74 via a suitable peeling device, for example via high-voltage contactors. The switching device and the high voltage source are not shown in the drawing for this embodiment.
  • the planar grid electrode 62 is also acted upon by its own high-voltage source 74.
  • the various areas 56A, 56B and 56C of the electrode device 56 are subjected to cyclic high voltage, for example in such a way that first the uppermost area 56A, then the area 56B and on this in turn followed by the grid electrode realized area 56C with the respective High voltage source 74 is connected.
  • cyclic high voltage for example in such a way that first the uppermost area 56A, then the area 56B and on this in turn followed by the grid electrode realized area 56C with the respective High voltage source 74 is connected.
  • this cyclic application of high voltage is sufficient; However, this is associated with an energy saving over a continuous load.
  • the risk is reduced that overspray particles already deposit in the region of the separation units 26 opposite the corona wires 68, where this is less desirable.
  • FIG. 5 are as a second embodiment, a modified deposition unit 126 and a modified electrode means 156 and in FIG. 6 a this comprehensive modified separation device 124 is shown.
  • Components of the deposition unit 126, the electrode device 156 and the separation device 124, which correspond to those of the separation unit 26, the electrode device 56 and the separation device 24 according to FIGS FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals plus 100.
  • the separation unit 126 differs from the separation unit 26, inter alia, in that the drainage channels 144a, 144b project beyond the end face 146 of the separation unit 126.
  • the projecting portions 172a, 172b correspond to the above-discussed drip plates 54a, 54b, which can therefore be dispensed with in the separating device 124.
  • the projecting portions 172a, 172b of the drainage channels 144a, 144b of the separating unit 126 extend through the respective openings 152a, 152b in each end wall 150a of the separating device 124.
  • one of a plurality of high voltage sources 174 is shown disposed between the side plates 136a, 136b of each deposition unit 126 and each connected to one of the regions 156A, 156B, 156C of the electrode device 156.
  • high-voltage sources 174 can also be present in each deposition unit 26 according to the first exemplary embodiment.
  • a single separation unit 126 and a single electrode device 156 thus form a separation module 176.
  • a single separation unit 26 and a single electrode device 56 form after the FIGS. 1 to 4 a separation module 76.
  • FIG. 5 are also struts 178a, 178b; 178c, which interconnect the inner surfaces of the two side plates 136a, 136b of the separating unit 126 at the bottom, in the middle and at the top.
  • a protective bar 180 perpendicular to the electrode strips 158a, 158b, above the uppermost corona wire 168, is a protective bar 180, which reduces the risk of contact with objects or particles falling off the painting tunnel 6 on the electrode device 156 with the coromad wires 168 becomes.
  • the electrode device 56 and the separation device 24 applies correspondingly to the separation unit 126, the electrode device 156 and the separation device 124.
  • Corona discharges occur at the corona wires 68 in a manner known per se, by means of which the overspray particles are effectively ionized in the exhaust air flowing past the booth.
  • the ionized overspray particles pass the ground potential side plates 36a, 36b of two adjacent deposition units 26 and the intervening grid electrode 62. Due to the electric field formed between the grid electrode 62 and side plates 32a, 32b, the ionized overspray particles separate at the deposition surfaces 42a, 42b of the deposition units 26 and are there taken up by the separating liquid flowing along it.
  • the ionized overspray particles are already deposited in the area of the corona wires 68 at the separation units 26.
  • the electric field present between the corona wires 68 and the respective side plate 36a, 36b of the deposition unit 26 is more inhomogeneous than the electric field in the region of the grid electrode 62, thus causing more judicious and effective deposition of the ionized overspray particles at the corresponding deposition unit 26.
  • the cleaned in the passage between the separation units 26 air is from the lower air guide plate 32 in the direction of the in the FIGS. 1 and 2 shown side wall 22b of the separation chamber 18 directed from where it, optionally after a certain conditioning, the paint tunnel 6 can be supplied again as fresh air.
  • the conditioning may in particular be a readjustment of the temperature, the humidity and optionally, for removal of still-in-air solvents.
  • the deposition liquid flowing down the separation units 26 and now loaded with the overspray particles passes down into the gutters 44a, 44b of the separation units 26.
  • the slope of the drainage channels 44a, 44b causes the laden separation liquid to flow in the direction of the openings 52a, 52b in the respective end walls 50a through the collecting trough 34, the precipitating liquid laden with overspray particles flows out of the painting booth 2 and can be cleaned and reprocessed, in which the separating liquid is freed from the overspray particles, or disposal.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Lack-Overspray aus der mit Overspray beladenen Kabinenabluft von Lackieranlagen mit
    • a) mindestens einer Abscheidefläche, an welcher die Kabinenabluft entlang führbar ist und welche elektrisch leitend sowie mit einem Pol einer Hochspannungsquelle verbunden ist;
    • b) mindestens einer im Luftstrom angeordneten Elektrodeneinrichtung, welche der Abscheidefläche zugeordnet und mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle verbunden ist.
  • Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der US 5 264 014 A bekannt. Bei der manuellen oder automatischen Applikation von Lacken auf Gegenstände wird ein Teilstrom des Lackes, der im Allgemeinen sowohl Festkörper als auch Lösemittel und/oder Bindemittel enthält, nicht auf den Gegenstand appliziert. Dieser Teilstrom wird in der Fachwelt "Overspray" genannt. Der Overspray wird von dem Luftstrom in der Spritzkabine erfasst und einer Abscheidung zugeführt.
  • Insbesondere bei Anlagen mit größerem Lackverbrauch, beispielsweise bei Anlagen zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien, kommen bevorzugt Nassabscheidesysteme zum Einsatz. Bei vom Markt her bekannten Nassabscheidern fließt Wasser gemeinsam mit der von oben kommenden Kabinenabluft zu einer die Luftströmung beschleunigenden Düse. In dieser Düse findet eine Verwirbelung der durchströmenden Kabinenabluft mit dem Wasser statt. Bei diesem Vorgang treten die Overspraypartikel weitgehend in das Wasser über, so dass die Luft den Nassabscheider im Wesentlichen gereinigt verlässt und sich die Lack-Overspraypartikel in dem Wasser befinden. Aus diesem können sie dann wiedergewonnen oder entsorgt werden.
  • Bei bekannten Nassabscheidern wird verhältnismäßig viel Energie zur Umwälzung der erforderlichen recht großen Wassermengen benötigt. Die Aufbereitung des Spülwassers ist durch den hohen Einsatz an lackbindenden und entklebenden Chemikalien und die Lackschlammentsorgung kostenintensiv. Weiterhin nimmt die Luft durch den intensiven Kontakt mit dem Spülwasser sehr viel Feuchtigkeit auf, was im Umluftbetrieb wiederum einen hohen Energieverbrauch für die Luftaufbereitung zur Folge hat.
  • Bei vom Markt her bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art wird demgegenüber auf trockenem Wege abgeschieden, indem von der vorbeiströmenden Kabinenabluft mitgeführte Lack-Overspraypartikel durch die Elektrodeneinrichtung ionisiert werden und auf Grund des zwischen der Abscheidefläche und der Elektrodeneinrichtung aufgebauten elektrischen Feldes zur Abscheidefläche wandern, an welcher sie sich abscheiden. Die an der Abscheidefläche haftenden Lack-Overspraypartikel können dann beispielsweise mechanisch von dieser abgestreift und abtransportiert werden.
  • Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden alle Elektrodeneinrichtungen aus ein und derselben Hochspannungsquelle parallel gespeist. Tritt im Hochspannungsbereich ein Fehler auf, so ist die Fehlersuche verhältnismäßig kompliziert; es können unerwünscht lange Stillstandszeiten der Vorrichtung eintreten. Im Fehlerfall muss die gesamte Hochspannung abgeschaltet werden, sodass in der gesamten Vorrichtung kein aktiver Filtervorgang mehr stattfindet.
  • Aus der US 2006/0137528 A1 ist beispielsweise ein Elektrofilter bekannt, bei dem mehrere Baueinheiten in Strömungsrichtung für ein zu reinigendes Gas hintereinander angeordnet sind, die über eigene Steuerschaltkreise gesteuert werden können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Fehlersuche bei Auftreten von Fehlern im Hochspannungsbereich erleichtert ist und die Stillstandszeiten der gesamten Vorrichtung auf diese Weise reduziert sind und dass die Energieeffizienz erhöht ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
    • c) mehrere unterschiedlichen Abscheideflächen zugeordnete Elektrodeneinrichtungen vorgesehen sind, die unabhängig voneinander mit Hochspannung beaufschlagbar sind, wobei die unterschiedlichen Abscheideflächen in einer Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung der Kabinenluft nebeneinander angeordnet sind.
  • Tritt bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung im Hochspannungsbereich ein Durchschlag auf, so kann die Elektrodeneinrichtung, an der der Fehler lokalisiert ist, leicht festgestellt und sodann abgeschaltet werden. Die Gesamtvorrichtung braucht in diesem Falle nicht stillgesetzt zu werden, sondern kann in einem Notbetrieb weitergefahren werden, der immer noch eine ausreichende Abscheidung des Lack-Oversprays möglich macht. Ein gewünschter Nebeneffekt dieser Art, unterschiedliche Elektrodeneinrichtung unabhängig mit Hochspannung versorgen zu können, besteht darin, dass die Elektrodeneinrichtungen, die gerade nicht benötigt werden, abgeschaltet werden können, wodurch eine nicht unerhebliche Energieersparnis erzielt wird.
  • Es ist ergänzend günstig, wenn mehrere Bereiche ein und derselben Elektrodeneinrichtung vorgesehen sind, die unabhängig voneinander mit Hochspannung beaufschlagbar sind.
  • Eine erste Möglichkeit, die Elektrodeneinrichtungen und/oder die mehreren Bereiche ein und derselben Elektrodeneinrichtung unabhängig voneinander mit Hochspannung zu beaufschlagen, ist die, dass diese Elektrodeneinrichtungen bzw. Bereiche mit ein und derselben Hochspannungsquelle verbindbar sind. In diesem Falle wird also nur eine einzige Hochspannungsquelle benötigt. Als Schalteinrichtung können entsprechende Schütze verwendet werden.
  • Eine etwas aufwändigere Art der unabhängigen Beaufschlagung mit Hochspannung besteht darin, dass jeder der mehreren Elektrodeneinrichtungen und/oder jeder der mehreren Bereiche der einen Elektrodeneinrichtung eine eigene Hochspannungsquelle zugeordnet ist. Auf diese Weise erhält man bei einem etwas höheren apparativen Aufwand die Möglichkeit eines Notbetriebes auch für den Fall, dass ein Fehler im Bereich einer Hochspannungsquelle auftritt. Die anderen Elektrodeneinrichtungen und/oder die anderen Bereiche der Elektrodeneinrichtung können dann immer noch aus der diesen zugeordneten Hochspannungsquelle weiterbetrieben werden. Außerdem sind bei dieser Ausführungsform die Kapazitäten geringer; die bei einem eventuellen Überschlag abgebaute Ladung ist kleiner.
  • Aus energetischen Gründen ist es zweckmäßig, dass mindestens eine Elektrodeneinrichtung als unabhängig mit Hochspannung beaufschlagbare Bereiche mehrere Koronadrähte sowie eine flächige, vorzugsweise ebene Feldelektrode umfasst. Im Bereich der Koronadrähte findet dann die Ionisierung der Overspray-Partikel statt, während im Feld der flächigen Feldelektrode im Wesentlichen die Abscheidung der Overspray-Partikel auf den Abscheideflächen abläuft.
  • Dabei ist es wiederum besonders günstig, wenn mehrere Köronadrähte in mehrere Gruppen unterteilt sind, wobei jede Gruppe ein unabhängig mit Hochspannung beaufschlagbarer Bereich der Elektrodeneinrichtung ist. In diesem Falle erhält man nicht nur die gewünschte Redundanz im Falle des Auftretens eines Fehlers im Hochspannungsbereich, sondern darüber hinaus die Möglichkeit, die verschiedenen Gruppen von Koronadrähteh mit unterschiedlich hohen Hochspannungen zu beaufschlagen. Die höchste Spannung wird im Allgemeinene an diejenige Gruppe von Koronadrähten angelegt, die von der flächigen Feldelektrode am weitesten entfernt ist.
  • Die Aufteilung der Koronadrähte in mehrere Gruppen hat zudem den Vorteil, dass die einzelnen Gruppen zyklisch angesteuert werden können. Auch dies ist mit einer gewissen Energieeinsparung verbunden. Zusätzlich hat das zyklische Einschalten der verschiedenen Bereiche der Elektrodeneinrichtung den Vorteil, dass die Haftung von Overspray-Partikeln an der Abscheidefläche in dem dem Koronadraht gegenüberliegenden Bereich reduziert wird, wo dies nicht erwünscht ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
    • Figur 1
    eine Lackierkabine einer Oberflächenbehandlungsanlage mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Overspray-Abscheidevorrichtung in einer Vorderansicht;
    Figur 2
    die Lackierkabine von Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht;
    Figur 3
    eine perspektivische Ansicht zweier Abscheideeinheiten sowie dreier Elektrodeneinrichtungen der Abscheidevorrichtung von Figur 1;
    Figur 4
    die beiden Abscheideeinheiten mit Elektrodeneinrichtungen von Figur 3 im vertikalen-Schnitt;
    Figur 5
    eine perspektivische Ansicht zweier Abscheideeinheiten sowie dreier Elektrodeneinrichtungen jeweils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
    Figur 6
    eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Overspray-Abscheidevorrichtung, welche mehrere Abscheideeinheiten und Elektrodeneinrichtungen nach Figur 5 umfasst;
    Figur 7
    schematisch die Einteilung der Elektrodeneinrichtungen der Figur 3 in mehrere unabhängig voneinander mit Hochspannung beaufschlagbare Bereiche.
  • Zunächst wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Dort ist mit 2 insgesamt eine Lackierkabine einer Oberflächenbehandlüngsanlage bezeichnet, in welcher Fahrzeugkarosserien 4 lackiert werden, nachdem sie in der Lackierkabine 2 vorgelagerten, nicht eigens gezeigten Vorbehandlungsstationen z.B. gereinigt und entfettet wurden.
  • Die Lackierkabine 2 umfasst einen oben angeordneten Lackiertunnel 6, welcher von vertikalen Seitenwänden 8a, 8b und einer horizontalen Kabinendecke 10 begrenzt, jedoch an den Stirnseiten und nach unten hin in der Weise offen ist, dass mit Overspray beladene Kabinenabluft nach unten strömen kann. Die Kabinendecke 10- ist in üblicher Weise als untere Begrenzung des Luftzuführraumes (nicht dargestellt) mit Filterdecke ausgebildet.
  • Auf Höhe der von den unteren Rändern der Seitenwände 8a, 8b flankierten unteren Öffnung 12 des Lackiertunnels 6 ist ein Stahlbau 14 angeordnet, welcher ein an und für sich bekanntes Fördersystem 16 trägt, auf welches hier nacht näher eingegangen wird. Mit diesem können zu lackierende Fahrzeugkarosserien 4 von der Eingangsseite des Lackiertunnels 6 zu dessen Ausgangsseite transportiert werden. Im Inneren des Lackiertunnels 6 befinden sich nicht eigens gezeigte Applikationseinrichtungen, mittels welcher die Fahrzeugkarosserien 4 in an und für sich bekannter Weise mit Lack beaufschlagt werden können.
  • Unterhalb der unteren Öffnung 12 des Lackiertunnels 6 befindet sich ein nach oben zum Lackiertunnel 6 hin offener Abscheideraum 18, in welchem beim Lackiervorgang entstehender Lack-Overspray abgeschieden wird.
  • Der Abscheideraum 18 ist durch eine in Figur 2 zu erkennende Bodenplatte 20, zwei vertikale Seitenwände 22a, 22b und zwei vertikale Stirnwände begrenzt, wobei die beiden letzteren in den Figuren 1 und 2 weggelassen sind.
  • In dem Abscheideraum 18 ist eine Abscheidevorrichtung 24 mit einer Vielzahl von in Längsrichtung des Abscheideraums 18 hintereinander angeordneten Abscheideeinheiten 26 angeordnet, auf welche weiter unten noch näher eingegangen wird.
  • In dem Bereich des Abscheideraums 18 zwischen der Abscheidevorrichtung 24 und dem Lackiertunnel 6 befinden sich zwei Luftleitbleche 28a, 28b, welche ausgehend von den Seitenwänden 22a, 22b des Abscheideraums 18 zunächst nach unten konvergieren und in ihrem der Abscheidevorrichtung 24 zugewandten Endbereich zu den seitlichen Begrenzungen der Abscheidevorrichtung 24 divergieren. Die Luftleitbleche 28a, 28b und entsprechende, nicht dargestellte Luftleitbleche an den Stirnseiten erstrecken sich von oben bis zur Abscheidevorrichtung 24.
  • Die Abscheideeinheiten 26 ruhen auf einem Tragrahmen 30, welcher ein Strömen von Luft nach unten aus der Abscheidevorrichtung 24 hinaus zulässt. Unterhalb der Abscheidevorrichtung 24 befindet sich ein weiteres Luftleitblech 32, welches sich entlang der Abscheidevorrichtung 24 im Abscheideraum 18 erstreckt. Das Luftleitblech 32 weist einen vertikalen Abschnitt 32a auf, welcher der in den Figuren 1 und 2 linken Seitenwand 22a des Abscheideraums 18 zugewandt ist, und einen schräg nach unten in Richtung auf die gegenüberliegende Seitenwand 22b des Abscheideraums 18 verlaufenden Abschnitt 32b.
  • Zwischen dem vertikalen Abschnitt 32a des Luftleitblechs 32 und der in den Figuren 1 und 2 linken Seitenwand 22a des Abscheideraums 18 ist eine nur in Figur 1 schematisch dargestellte Sammelrinne 34 angeordnet, welche sich parallel zu dem vertikalen Abschnitt 32a des Luftleitblechs 32 erstreckt und welche in Längsrichtung gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt ist.
  • In den Figuren 3 und 4 sind zwei benachbarte Abscheideeinheiten 26 der Abscheidevorrichtung 24 gezeigt. Wie dort zu erkennen ist, umfasst eine Abscheideeinheit 26 zwei voneinander beabstandete parallele rechteckige Seitenplatten 36a, 36b, welche an ihren oberen gegenüberliegenden Stirnrändern über einen gekrümmten Abschnitt 38 miteinander verbunden sind, dessen lichte Außenkontur im Querschnitt einem Halbkreis entspricht und die Oberseite der Abscheideeinheit 26 bildet.
  • Am Scheitelpunkt des gekrümmten Abschnitts 38 der Abscheideeinheiten 26 ist dieser zu einer Überlaufrinne 40 ausgebildet, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird.
  • Die jeweiligen Außenflächen der Seitenplatten 36a, 36b bilden Abscheideflächen 42a bzw. 42b, worauf ebenfalls weiter unten nochmals eingegangen wird.
  • An ihren unteren Ränder tragen die Seitenplatten 36a, 36b jeweils eine Ablaufrinne 44a, 44b, welche parallel zu den Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheiten 26 verläuft und in Richtung einer ersten, in Figur 3 vorderen Stirnseite 46 der Abscheideeinheit 26 nach unten geneigt ist. Die Ablaufrinnen 44a, 44b schließen stirnseitig mit den Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheit 26 ab (vgl. Figur 3). Die Ablaufrinnen 44a, 44b sind an ihrem Ende 48a bzw. 48b an der ersten Stirnseite 46 (vgl. Figur 3) der Abscheideeinheit 26 offen.
  • Wie in den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, umfasst jede Abscheideeinheit 26 eine erste Stirnwand 50a, welche auf deren erster Stirnseite 46 angeordnet ist. Die gegenüberliegende Stirnseite der Abscheideeinheiten 26, welche nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen ist, ist von einer zweiten Stirnwand 50b abgedeckt. Die Stirnwände 50a, 50b der Abscheideinheiten 26 verschließen die Stirnseiten der zugehörigen Überlaufrinne 40. Die beiden Stirnwände 50a, 50b sind aus Kunststoff gefertigt. Die erste Stirnwand 50a der Abscheideeinheit 26 umfasst zwei Durchbrüche 52a, 52b, in welche jeweils eine Ablaufrinne 44a, 44b mit ihren. Enden 48a, 48b mündet. Auf der den Ablaufrinnen 44a, 44b gegenüberliegenden Seite jeder Stirnwand 50a sind an die Durchbrüche 52a, 52b Abtropfbleche 54a, 54b angesetzt. Diese sind als Profil ausgebildet, dessen Querschnitt demjenigen der Ablaufrinnen 44a, 44b entspricht.
  • Wenn die Abscheidevorrichtung 24 im Abscheideraum 18 der Lackierkabine 2 angeordnet ist, ragen die Abtropfbleche 54a, 54b jeder Abscheideeinheit 26 über die Sammelrinne 34.
  • In der Abscheidevorrichtung 24 sind jeweils zwei benachbarte Abscheideeinheiten 26 unter Einhaltung eines Abstands voneinander angeordnet. Zwischen, zwei benachbarten Abscheideeinheiten 26 sowie bei den freien Seitenplatten 36a bzw. 36b der beiden äußersten Abscheideeinheiten 26 innerhalb der Abscheidevorrichtung 24 erstreckt sich jeweils eine Elektrodeneinrichtung 56.
  • Jede Elektrodeneinrichtung 56 umfasst zwei gerade, parallel zueinander verlaufende Elektrodenleisten 58a, 58b. Diese halten in einem Feldabschnitt 60 der Elektrodeneinrichtung 56 eine flächige Elektrode 62, im Beispiel in Form einer Gitterelektrode, deren zwischen den Elektrodenleisten 58a, 58b verlaufende Ränder 64a, 64b senkrecht zu diesen stehen. In einem Koronaabschnitt 66 der Elektrodeneinrichtung 56 halten die Elektrodenleisten 58a, 58b mehrere als Sprühelektrode wirkende Koronadrähte 68. Die Koronadrähte 68 verlaufen in einer durch die Elektrodenleisten 58a, 58b vorgegebenen Ebene parallel zu den Rändern 64a, 64b der Gitterelektrode 62 und sind in gleichen Abständen zueinander angeordnet.
  • Wie in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, haben die Elektrodeneinrichtungen 56 insgesamt eine Erstreckung, welche im Wesentlichen der Erstreckung der Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheiten 26 entspricht. Die Elektrodeneinrichtungen 56 sind so angeordnet, dass der untere Rand 64b der Gitterelektrode 62 etwa auf Höhe des unteren Endes der Seitenplatten 36a bzw. 36b angeordnet ist.
  • Im Betrieb der Abscheidevorrichtung 24 fließt an der jeweiligen Abscheidefläche 42a, 42b der Seitenplatten 36a, 36b der Abscheideeinheiten 26 von oben nach unten eine Abscheideflüssigkeit in die Ablaufrinnen 44a, 44b, welche geeignet ist, Feststoffpartikel aus dem beim Lackiervorgang entstehenden Lack-Overspray aufzunehmen.
  • Dazu wird diese Abscheideflüssigkeit der Überlaufrinne 40 im gekrümmten Abschnitt 38 der Abscheideeinheiten 26 zugeführt. Von dort gelangt die Abscheideflüssigkeit über die neben der Überlaufrinne 40 verlaufenden gekrümmten Flanken 70a, 70b des gekrümmten Abschnitts 38 der Abscheideeinheit 26 jeweils als zusammenhängende Schicht zu den Seitenplatten 36a, 36b und fließt an deren Abscheideflächen 42a, 42b als weiterhin zusammenhängende Abscheideflüssigkeitsschicht herab.
  • Die Anzahl der Koronadrähte 68 der Elektrodeneinrichtung 56 und deren Abstand voneinander kann abhängig von dem Abscheideverhalten der Overspraypartikel variieren. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Koronadrähte 68 vorgesehen, von denen der oberste neben dem gekrümmten Abschnitt 38 der Abscheideeinheit 26 angeordnet ist, wogegen der darunter liegende Koronadraht 68 sich noch im Bereich neben der jeweiligen Seitenplatte 36a bzw. 36b der Abscheideeinheit 26 befindet.
  • Wie insbesondere der Figur 7 zu entnehmen ist, sind die vier Koronadrähte 68 in zwei Gruppen 68A, 68B unterteilt. Sie sind innerhalb dieser Gruppen 68A, 68B jeweils elektrisch parallel geschaltet und bilden so einen "Bereich" 56A bzw. 56B der Elektrodeneinrichtung 56. Jeder dieser Bereiche 56A, 56B.ist über eine geeignete Schälteinrichtung, beispielsweise über Hochspannungsschütze, mit einer Hochspannungsquelle 74 verbindbar. Die Schalteinrichtung und die Hochspannungsquelle sind in der Zeichnung für dieses Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Auch die flächige Gitterelektrode 62 wird von einer eignen Hochspannungsquelle 74 beaufschlagt.
  • Die verschiedenen Bereiche 56A, 56B und 56C der Elektrodeneinrichtung 56 werden zyklisch mit Hochspannung beaufschlagt, beispielsweise in der Art, dass zunächst der oberste Bereich 56A, an diesen anschließend der Bereich 56B und auf diesen wiederum folgend der von der Gitterelektrode realisierte Bereich 56C mit der jeweiligen Hochspannungsquelle 74 verbunden wird. Es ist also immer nur einer der drei Bereiche 56A, 56B, 56C auf Hochspannung. Zur Erzielung der gewünschten Ionisation im Bereich der Koronadrähte 68 und Abscheidung im Bereich der Gitterelektrode 62 reicht diese zyklische Beaufschlagung mit Hochspannung aus; diese ist jedoch mit einer Energieeinsparung gegenüber einer Dauerbeaufschlagung verbunden. Zusätzlich ist die Gefahr reduziert, dass sich Overspraypartikel bereits in dem den Koronadrähten 68 gegenüberliegenden Bereich der Abscheideeinheiten 26 abscheiden, wo dies weniger erwünscht ist.
  • In Figur 5 sind als jeweils zweites Ausführungsbeispiel eine abgewandelte Abscheideeinheit 126 sowie eine abgewandelte Elektrodeneinrichtung 156 und in Figur 6 eine diese umfassende abgewandelte Abscheidevorrichtung 124 gezeigt. Komponenten der Abscheideeinheit 126, der Elektrodeneinrichtung 156 und der Abscheidevorrichtung 124, welche denjenigen der Abscheideeinheit 26, der Elektrodeneinrichtung 56 und der Abscheidevorrichtung 24 nach den Figuren 1 bis 4 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet.
  • Die Abscheideeinheit 126 unterscheidet sich von der Abscheideeinheit 26 unter anderem dadurch, dass die Ablaufrinnen 144a, 144b über die Stirnseite 146 der Abscheideeinheit 126 überstehen. Die überstehenden Abschnitte 172a, 172b entsprechen den oben erläuterten Abtropfblechen 54a, 54b, auf welche daher bei der Abscheidevorrichtung 124 verzichtet werden kann.
  • Wie in Figur 6 zu erkennen ist, erstrecken sich die überstehenden Abschnitte 172a, 172b der Ablaufrinnen 144a, 144b der Abscheideeinheit 126 durch die jeweiligen Durchbrüche 152a, 152b in jeder Stirnwand 150a der Abscheidevorrichtung 124 hindurch.
  • In Figur 5 ist eine von mehreren Hochspannungsquellen 174 gezeigt, welche zwischen den Seitenplatten 136a, 136b einer jeden Abscheideeinheit 126 angeordnet ist und jeweils mit einem der Bereiche 156A, 156B, 156C der Elektrodeneinrichtung 156 verbunden ist. In entsprechender Weise können Hochspannungsquellen 174 auch bei jeder Abscheideinheit 26 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorhanden sein. Jeweils eine einzelne Abscheideeinheit 126 und eine einzelne Elektrodeneinrichtung 156 bilden so ein Abscheidemodul 176. Entsprechend bilden auch jeweils eine einzelne Abscheideeinheit 26 und eine einzelne Elektrodeneinrichtung 56 nach den Figuren 1 bis 4 ein Abscheidemodul 76.
  • In Figur 5 sind außerdem Verstrebungen 178a, 178b; 178c zu erkennen, welche die Innenflächen der beiden Seitenplatten 136a, 136b der Abscheideeinheit 126 unten, in der Mitte und oben miteinander verbinden.
  • Bei der Elektrodeneinrichtung 156 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verläuft senkrecht wischen den Elektrodenleisten 158a, 158b oberhalb des obersten Koronadrahts 168 eine Schutzstange 180, durch welche die Gefahr eines Kontakts von möglicherweise aus dem Lackiertunnel 6 auf die Elektrodeneinrichtung 156 herunterfallenden Gegenständen oder Partikeln mit den Koromadrähten 168 verringert wird.
  • Ansonsten gilt das oben zu der Abscheideeinheit 26, der Elektrodeneinrichtung 56 und zur Abscheidevorrichtung 24 Gesagte für die Abscheideeinheit 126, die Elektrodeneinrichtung 156 und die Abscheidevorrichtung 124 sinngemäß entsprechend.
  • Das Grundprinzip der oben erläuterten Vorrichtungen wird nun am Beispiel der Abscheidevorrichtung 24 nach den Figuren 1 bis 4 erläutert. Die Verwendung der Abscheidevorrichtung 124 gemäß den Figuren 5 und 6 in der Lackierkabine 2 erfolgt analog.
  • Beim Lackieren der Fahrzeugkarosserien im Lackiertunnel 6 wird die dort befindliche Kabinenluft mit Lack-Overspraypartikeln beladen. Diese können noch flüssig und/oder klebrig aber auch schon mehr oder weniger fest sein. Die mit Lack-Overspray beladene Kabinenabluft strömt durch die untere Öffnung 12 des Lackiertunnels 6 in den Abscheideraum 18. Dort wird diese Luft durch die Luftleitbleche 28a, 28b in Richtung auf die Abscheidevorrichtung 24 gelenkt und strömt zwischen benachbarten Abscheideeinheiten 26 hindurch in Richtung auf das untere Luftleitblech 32.
  • An den Koronadrähten 68 kommt es in an und für sich bekannter Weise zu Koronaentladungen, durch welche die Overspraypartikel in der vorbeiströmenden Kabinenabluft effektiv ionisiert werden.
  • Die ionisierten Overspraypartikel passieren die auf Massepotential liegenden Seitenplatten 36a, 36b zweier benachbarter Abscheideeinheiten 26 und die dazwischen verlaufende Gitterelektrode 62. Auf Grund des zwischen Gitterelektrode 62 und Seitenplatten 32a, 32b ausgebildeten elektrischen Feldes scheiden sich die ionisierten Overspraypartikel an den Abscheideflächen 42a, 42b der Abscheideeinheiten 26 ab und werden dort von der daran entlang fließenden Abscheideflüssigkeit aufgenommen.
  • Ein Teil der ionisierten Overspraypartikel scheidet sich bereits im Bereich der Koronadrähte 68 an den Abscheideeinheiten 26 ab. Das zwischen den Koronadrähten 68 und der jeweiligen Seitenplatte 36a, 36b der Abscheideeinheit 26 vorhandene elektrische Feld ist jedoch inhomogener als das elektrische Feld im Bereich der Gitterelektrode 62, weshalb dort ein gerichteteres und effektiveres Abscheiden der ionisierten Overspraypartikel an der entsprechenden Abscheideeinheit 26 erfolgt.
  • Die beim Durchgang zwischen den Abscheideeinheiten 26 gereinigte Luft wird von dem unteren Luftleitblech 32 in Richtung auf die in den Figuren 1 und 2 rechts gezeigte Seitenwand 22b des Abscheideraums 18 geleitet, von wo sie, gegebenenfalls nach einer gewissen Konditionierung, dem Lackiertunnel 6 wieder als Frischluft zugeführt werden kann. Bei der Konditionierung kann es sich insbesondere um ein Nachregeln der Temperatur, der Luftfeuchte und gegebenenfalls um das Entfernen von noch-in der Luft befindlichen Lösemitteln handeln.
  • Die an den Abscheideeinheiten 26 herabfließende und nun mit den Overspraypartikeln beladene Abscheideflüssigkeit gelangt unten in die Ablaufrinnen 44a, 44b der Abscheideeinheiten 26. Durch die Neigung der Ablaufrinnen 44a, 44b fließt die beladene Abscheideflüssigkeit in Richtung auf die Durchbrüche 52a, 52b in den jeweiligen Stirnwänden 50a, durch diese hindurch und von dort über die Abtropfbleche 54a, 54b in die Sammelrinne 34. Über die Sammelrinne 34 fließt die mit Overspraypartikeln beladene Abscheideflüssigkeit aus der Lackierkabine 2 heraus und kann einer Reinigung und Wiederaufbereitung, bei welcher die Abscheideflüssigkeit von den Overspraypartikeln befreit wird, oder einer Entsorgung zugeführt werden.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Abscheiden von Lack-Overspray aus der mit Overspray beladenen Kabinenabluft von Lackieranlagen mit
    a) mindestens einer Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b), an welcher die Kabinenluft entlang führbar ist und welche elektrisch leitend sowie mit einem Pol einer Hochspannungsquelle (74; 174) verbunden ist;
    b) mindestens einer im Luftstrom angeordneten Elektrodeneinrichtung (56; 156), welche der Abscheidefläche (42a, 42b; 142a, 142b) zugeordnet und mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle (74; 174) verbunden ist;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    c) mehrere unterschiedlichen Abscheideflächen (42a, 42b; 142a, 1142b) zugeordnete Elektrodeneinrichtungen (56; 156) vorgesehen sind, die unabhängig voneinander mit Hochspannung beaufschlagbar sind, wobei die unterschiedlichen Abscheideflächen (42a, 42b; 142a, 142b) in einer Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung der Kabinenluft nebeneinander angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere Bereiche (56A, 56B, 56C) ein und derselben Elektrodeneinrichtung (56; 156) vorgesehen sind, die unabhängig voneinander mit Hochspannung beaufschlagbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektrodeneinrichtungen (56; 156) und/oder mehrere Bereiche (56A, 56B, 56C) ein und derselben Elektrodeneinrichtung (56; 156) wahlweise mit ein und derselben Hochspannungsquelle (74; 174) verbindbar sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der mehreren Elektrodeneinrichtungen (56; 156) und/oder jedem der mehreren Bereiche (56A, 56B, 56C) ein und derselben Elektrodeneinrichtung (56; 156) eine eigene Hochspannungsquelle (74; 174) zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Elektrodeneinrichtung (56; 156) als unabhängig mit Hochspannung beaufschlagbare Bereiche mehrere Koronadrähte (68; 168) sowie eine flächige, vorzugsweise ebene Feldelektrode (62; 162) umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Koronadrähte (68; 168) in mehrere Gruppen (68A, 68B) unterteilt sind, wobei jede Gruppe ein unabhängig mit Hochspannung beaufschlagbarer Bereich (56A, 56B, 56C) der Elektrodeneinrichtung (15; 156) ist.
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