WO2024068352A1 - Vorrichtung zum durchleiten eines fluids und anlage umfassend die vorrichtung - Google Patents

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Norbert Schwede
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Khs Gmbh
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays

Definitions

  • Device for passing a fluid through and system comprising the device
  • the invention relates to a device for passing a fluid comprising at least one nozzle with a flow channel that extends between a nozzle inlet and a nozzle outlet.
  • the invention further relates to a system comprising the device.
  • Nozzles are known that have cylindrical bores, whereby the cleaning fluid is sprayed through the bore and directed through the nozzles onto the containers or surfaces to be cleaned. In order to avoid blockages, e.g. due to grain jamming, these nozzles must be cleaned regularly.
  • the object of the invention is to provide a device which has a reduced cleaning requirement and a reduced sensitivity to clogging.
  • a device for passing through a fluid comprising at least one nozzle with a flow channel that extends between a nozzle inlet and a nozzle outlet
  • the flow channel extends from the nozzle inlet to the nozzle outlet with an opening angle in the range of 1 ° to 2.5 ° expanded.
  • the invention thus provides a device in which particles that are flushed into the nozzle with the fluid through the nozzle inlet are transported along an expanding flow channel to the nozzle outlet. On Due to the widening flow channel, the probability that a particle will become trapped in the flow channel is reduced.
  • the opening angle is the angle that walls or wall sections that extend from the nozzle inlet to the nozzle outlet include on opposite sides of the flow channel. The value of the opening angle is in the range of 1° to 2.5°. The opening angle preferably has a value of 1.5°.
  • the flow channel can continuously expand from the nozzle inlet to the nozzle outlet and can z. B. expand funnel-shaped or conical, so that the channel cross-section constantly increases.
  • the nozzles can, for example, be designed to be rigid so that they do not change their orientation relative to the device after assembly or production.
  • the fluid can preferably be liquid, more preferably water, and can be referred to as a cleaning fluid. This provides a device which has a reduced need for cleaning and a reduced susceptibility to clogging and thus increased functional reliability.
  • the widening flow channel results in a larger treatment area when the jet hits, compared to a cylindrical nozzle, with the same nominal nozzle diameter, spray pressure and delivery volume of the fluid.
  • the device may have a base plate, with the at least one nozzle extending through the base plate.
  • the at least one nozzle can be mounted, for example, above a fluid outlet opening. Fluid exiting the fluid outlet opening is then guided directly through the nozzle. If several nozzles of the device extend through the base plate, several nozzles can be mounted simultaneously above one or more fluid outlet openings.
  • the at least one nozzle and the base plate can be made in one piece, for example.
  • the base plate can be manufactured cost-effectively at the same time as the nozzles. Furthermore, there is no need to assemble the nozzle and the nozzle is already correctly aligned on the base plate. According to a further example, the number of nozzles can be between one and four, preferably three.
  • the nozzles can e.g. B. be arranged in a triangle.
  • a tip of the triangle can be aligned along a conveying direction of containers. Starting from a direction transverse to the conveying direction, the nozzle arranged at the aligned tip of the triangle lies between the other two nozzles.
  • the outer nozzles can each direct the cleaning fluid onto an outer surface of the containers.
  • the nozzle located at the aligned tip can direct the cleaning fluid into the interior of the container. This means that the entire container can be wetted with cleaning fluid.
  • the device can further consist of a plastic material or metal material.
  • the device e.g. B. in an injection molding process
  • the device can be easily produced in large quantities.
  • corrosion of the material of the device can be avoided.
  • the nozzle inlet may have a diameter between 2 mm and 14 mm, preferably between 3 mm and 9 mm, more preferably 4 mm.
  • the invention relates to a system for treating surfaces of objects comprising at least one device according to the preceding description, wherein a transport path for objects extends through the system and the at least one nozzle is aligned with the transport path.
  • the objects are containers.
  • the treatment can include spraying, squirting, heating and/or cooling.
  • the equipment may be a cleaning machine, a pasteurizer, a crate washer or a transport device.
  • Figure 1 is a schematic representation of a device for passing a fluid
  • Figure 2 shows a schematic cross-sectional representation of the device
  • Figure 3 is a schematic representation of a system comprising the device.
  • the device is referred to in its entirety below with the reference number 10, as shown in Figure 1.
  • the device 10 has at least one nozzle 12, which can be arranged on a base plate 20.
  • a base plate 20 In this example, three nozzles 12 are arranged on the base plate 20.
  • the nozzles 12 and the base plate 20 can be formed in one piece from a plastic material or metal material. This can be done e.g. B. an injection molding process can be used.
  • the at least one nozzle 12 has a nozzle inlet 16 and a nozzle outlet 18.
  • a flow channel 14 extends from the nozzle inlet 16 to the nozzle outlet 18.
  • the flow channel 14 establishes a fluid-communicating connection between the nozzle inlet 16 and the nozzle outlet 18.
  • the flow channel 14 can be delimited laterally to the flow direction through the flow channel 14 by a first wall section 24 and a second wall section 26.
  • the first wall section 24 and the second wall section 26 are arranged opposite one another and extend from the nozzle inlet 16 to the nozzle outlet 18.
  • the wall sections 24, 26 are arranged at an angle to one another, which represents an opening angle a of the flow channel 14.
  • the opening angle a has a value in the range from 1° to 2.5°.
  • the opening angle a preferably has a value of 1.5°.
  • the flow channel 14 can therefore expand conically or in a funnel shape starting from the nozzle inlet 16.
  • the cross-sectional area of the flow channel 14 can therefore increase continuously along the flow direction.
  • Particles that enter the flow channel 14 through the nozzle inlet 16 are transported along the expanding flow channel 14 to the nozzle outlet 18. The particle therefore does not find a hold on the walls 24, 26 of the flow channel 14. This prevents the particles from becoming jammed in the flow channel 14.
  • the diameter of the nozzle inlet can be between 2 mm and 14 mm, preferably between 3 mm and 9 mm, most preferably 4 mm.
  • FIG. 3 shows a system 30 which includes the device 10.
  • objects 32 e.g. B. container, moved along a transport path 34.
  • the objects 32 are also transported past a device 10.
  • the device 10 is mounted on the system 30 in such a way that a fluid can flow through the nozzles 12.
  • the device 10 can be mounted with the nozzles above one or more fluid outlets.
  • the base plate 20 of the device 10 can have a through-opening 22 that extends through the base plate 20.
  • the device 10 can be fastened in the system 30 by means of a fastening element arranged through the through-opening 22.
  • the fastening element can be a screw, for example.
  • the fluid can flow through the nozzles 12 at a pressure of approximately 0.8 bar and, after emerging from the nozzle outlet 18, hits the object 32 or its surface. Due to the widening flow channel 14, the emerging fluid jet has an enlarged impact area compared to a cylindrical nozzle with the same nominal diameter.
  • the system 30 can be designed as a cleaning machine, pasteurizer or crate washer.
  • the objects 32 have an interior space, e.g. B. if they are designed as a container, they can be transported upside down along the transport path with a container mouth pointing downwards.
  • a first nozzle 12 can be arranged to discharge the fluid into the interior of the container.
  • the other two nozzles 12 can discharge the fluid onto the outer surfaces of the container.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Durchleiten eines Fluids umfassend mindestens eine Düse (12) mit einem Strömungskanal (14), der sich zwischen einem Düseneinlass (16) und einem Düsenauslass (18) erstreckt, wobei sich der Strömungskanal (14) von dem Düseneinlass (16) zum Düsenauslass (18) mit einem Öffnungswinkel (a) im Bereich von 1 ° bis 2,5° erweitert. Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung (10) bereitgestellt, die einen verringerten Reinigungsbedarf und eine verringerte Verstopfungs-Empfindlichkeit aufweist.

Description

Vorrichtung zum Durchleiten eines Fluids und Anlage umfassend die Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchleiten eines Fluids umfassend mindestens eine Düse mit einem Strömungskanal, der sich zwischen einem Düseneinlass und einem Düsenauslass erstreckt. Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage umfassend die Vorrichtung.
Bei der industriellen Behälter- bzw. Oberflächenbehandlung kommen Vorrichtungen zur Anwendung, bei denen Reinigungsfluid, beispielsweise Wasser, mittels Düsen auf die zu reinigenden Behälter bzw. Oberflächen gespritzt wird.
Bekannt sind dabei Düsen, die zylindrische Bohrungen aufweisen, wobei das Reinigungsfluid durch die Bohrung gespritzt wird und durch die Düsen auf die zu reinigenden Behälter bzw. Oberflächen geleitet wird. Um Verstopfungen, z. B. durch Grenzkorn Einklemmung, zu vermeiden, müssen diese Düsen regelmäßig gereinigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die einen verringerten Reinigungsbedarf und eine verringerte Verstopfungs-Empfindlichkeit aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der folgenden Beschreibung.
Bei einer Vorrichtung zum Durchleiten eines Fluids umfassend mindestens eine Düse mit einem Strömungskanal, der sich zwischen einem Düseneinlass und einem Düsenauslass erstreckt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich der Strömungskanal von dem Düseneinlass zum Düsenauslass mit einem Öffnungswinkel im Bereich von 1 ° bis 2,5° erweitert.
Mit der Erfindung wird damit eine Vorrichtung bereitgestellt, bei denen Partikel, die mit dem Fluid durch den Düseneinlass in die Düse gespült werden, entlang eines sich erweiternden Strömungskanals zum Düsenauslass transportiert werden. Auf Grund des sich erweiternden Strömungskanals wird die Wahrscheinlichkeit, dass ein Partikel im Strömungskanal eingeklemmt wird, reduziert. Der Öffnungswinkel ist dabei der Winkel, den Wände oder Wandabschnitte, die sich von dem Düseneinlass zum Düsenauslass erstecken, auf gegenüberliegenden Seiten des Strömungskanals einschließen. Der Wert des Öffnungswinkels liegt im Bereich von 1 ° bis 2,5°. Bevorzugt weist der Öffnungswinkel einen Wert von 1 ,5° auf. Weiter kann der Strömungskanal sich von dem Düseneinlass bis zum Düsenauslass stetig erweitern und kann sich z. B. trichterförmig bzw. konisch erweitern, so dass sich der Kanalquerschnitt stetig vergrößert. Weiter können die Düsen zum Beispiel starr ausgebildet sein, so dass sie ihre Ausrichtung nach der Montage bzw. Herstellung relativ zur Vorrichtung nicht ändern. Das Fluid kann vorzugsweise Flüssigkeit, weiter vorzugsweise Wasser sein und als Reinigungsfluid bezeichnet werden. Damit wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die einen verringerten Reinigungsbedarf und eine verringerte Verstopfungs- Empfindlichkeit und damit eine erhöhte Funktionssicherheit aufweist. Weiter wird durch den sich erweiternden Strömungskanal bei gleichem Düsennenndurchmesser, Spritzdruck und Fördervolumen des Fluids eine, im Vergleich zu einer zylindrischen Düse, größere Behandlungsfläche beim Auftreffen des Strahles bewirkt.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Vorrichtung eine Grundplatte aufweisen, wobei sich die mindestens eine Düse durch die Grundplatte erstreckt.
Mittels der Grundplatte kann die mindestens eine Düse zum Beispiel über einer Fluidauslassöffnung montiert werden. Aus der Fluidauslassöffnung austretendes Fluid wird dann unmittelbar durch die Düse geleitet. Wenn sich mehrere Düsen der Vorrichtung durch die Grundplatte erstrecken, können mehrere Düsen gleichzeitig über eine oder mehrere Fluidauslassöffnungen montiert werden.
Weiter können die mindestens eine Düse und die Grundplatte zum Beispiel einstückig hergestellt sein.
Damit kann die Grundplatte gleichzeitig mit den Düsen kostengünstig hergestellt werden. Weiter entfällt ein Montageaufwand der Düse und die Düse ist an der Grundplatte bereits korrekt ausgerichtet. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Anzahl der Düsen zwischen eins und vier, vorzugsweise drei, betragen.
Wenn die Anzahl der Düsen drei beträgt, können die Düsen z. B. in einem Dreieck angeordnet sein. Am Beispiel einer Behälterwaschanlage, an der die Vorrichtung montiert sein kann, kann eine Spitze des Dreiecks entlang einer Förderrichtung von Behältern ausgerichtet sein. Ausgehend von einer Richtung quer zur Förderrichtung liegt die an der ausgerichteten Spitze des Dreiecks angeordnete Düse zwischen den beiden anderen Düsen. Die äußeren Düsen können das Reinigungsfluid jeweils auf eine Außenfläche der Behälter leiten. Die an der ausgerichteten Spitze angeordnete Düse kann das Reinigungsfluid in das Innere des Behälters leiten. Damit kann der gesamte Behälter mit Reinigungsfluid benetzt werden.
Die Vorrichtung kann weiter aus einem Kunststoffmaterial oder Metallmaterial bestehen.
Damit kann die Vorrichtung, z. B. in einem Spritzgussverfahren, auf einfache Weise in großen Stückzahlen hergestellt werden. Weiter kann eine Korrosion des Materials der Vorrichtung vermieden werden.
Gemäß einem Beispiel kann der Düseneinlass einen Durchmesser zwischen 2 mm und 14 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 9 mm, weiter vorzugsweise 4 mm, aufweisen.
Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage zum Behandeln von Oberflächen von Objekten umfassend mindestens eine Vorrichtung nach der vorangegangenen Beschreibung, wobei sich ein Transportpfad für Objekten durch die Anlage erstreckt und die mindestens eine Düse auf den Transportpfad ausgerichtet ist.
Vorteile und Wirkungen sowie Weiterbildungen der Anlage ergeben sich aus den Vorteilen und Wirkungen sowie Weiterbildungen der oben beschriebenen Vorrichtung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher in dieser Hinsicht auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Die Objekte gemäß einem Beispiel Behälter sein. Weiter kann das Behandeln ein Ausspritzen, Abspritzen, Erwärmen und/oder Abkühlen umfassen.
Gemäß einem Beispiel kann die Anlage eine Reinigungsmaschine, ein Pasteur, ein Kastenwascher oder eine Transportvorrichtung sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform mittels der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Durchleiten eines Fluids;
Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung der Vorrichtung; und
Figur 3 eine schematische Darstellung eine Anlage umfassend die Vorrichtung.
Die Vorrichtung wird im Folgenden in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, wie in Figur 1 dargestellt.
Die Vorrichtung 10 weist mindestens eine Düse 12 auf, die auf einer Grundplatte 20 angeordnet sein kann. In diesem Beispiel sind drei Düsen 12 auf der Grundplatte 20 angeordnet.
Die Düsen 12 und die Grundplatte 20 können einstückig aus einem Kunststoffmatenal oder Metal Imaterial ausgebildet sein. Dazu kann z. B. ein Spritzgussverfahren verwendet werden.
Die mindestens eine Düse 12 weist gemäß Figur 2 einen Düseneinlass 16 sowie einen Düsenauslass 18 auf. Von dem Düseneinlass 16 erstreckt sich ein Strömungskanal 14 zum Düsenauslass 18. Der Strömungskanal 14 stelle eine fluidkommunizierende Verbindung zwischen dem Düseneinlass 16 und dem Düsenauslass 18 her. In der Querschnittsansicht gemäß Figur 2 kann der Strömungskanal 14 seitlich zur Strömungsrichtung durch den Strömungskanal 14 durch einen ersten Wandabschnitt 24 einen zweiten Wandabschnitt 26 begrenzt werden. Der erste Wandabschnitt 24 und der zweite Wandabschnitt 26 sind ein einander gegenüber angeordnet und erstrecken sich von dem Düseneinlass 16 zum Düsenauslass 18.
Die Wandabschnitte 24, 26 sind in einem Winkel zueinander angeordnet, der einen Öffnungswinkel a des Strömungskanals 14 dargestellt. Der Öffnungswinkel a weist einen Wert im Bereich von 1 ° bis 2,5° auf. Bevorzugt weist der Öffnungswinkel a einen Wert von 1 ,5° auf.
Der Strömungskanal 14 kann sich daher ausgehend von dem Düseneinlass 16 konisch bzw. trichterförmig erweitern. Die Querschnittsfläche des Strömungskanals 14 kann sich daher stetig entlang der Strömungsrichtung vergrößern.
Damit erweitert sich der Strömungskanal 14 von dem Düseneinlass 16 zum Düsenauslass 18. Der Durchmesser des Düseneinlasses 16 ist daher kleiner als der Durchmesser des Düsenauslasses 18.
Partikel, die durch den Düseneinlass 16 in den Strömungskanal 14 gelangen, werden entlang des sich erweiternden Strömungskanal 14 zum Düsenauslass 18 transportiert. Das Partikel findet daher keinen Halt an den Wänden 24, 26 des Strömungskanals 14. Damit wird ein Verklemmen der Partikel im Strömungskanal 14 vermieden.
Der Durchmesser des Düseneinlasses kann zwischen 2 mm und 14 mm liegen, vorzugsweise zwischen 3 mm und 9 mm, am meisten bevorzugt bei 4 mm.
In Figur 3 ist eine Anlage 30 dargestellt, die die Vorrichtung 10 umfasst.
In der Anlage 30 werden Objekte 32, z. B. Behälter, entlang eines Transportpfads 34 bewegt. Dabei werden die Objekte 32 auch an einer Vorrichtung 10 vorbei transportiert. Die Vorrichtung 10 ist derart an der Anlage 30 montiert, dass ein Fluid durch die Düsen 12 fließen kann. Dazu kann die Vorrichtung 10 mit den Düsen über einem oder mehreren Fluidauslässen montiert sein.
Für die Montage kann die Grundplatte 20 der Vorrichtung 10 eine Durchgangsöffnung 22 aufweisen, die sich durch die Grundplatte 20 erstreckt. Die Vorrichtung 10 kann mittels eines durch die Durchgangsöffnung 22 angeordneten Befestigungselements in der Anlage 30 befestigt werden. Das Befestigungselement kann z. B. eine Schraube sein.
Das Fluid kann mit einem Druck von ca. 0,8 bar durch die Düsen 12 fließen und trifft nach dem Austritt aus dem Düsenauslass 18 auf das Objekt 32 bzw. auf dessen Oberfläche. Auf Grund des sich erweiternden Strömungskanals 14 weist der austretende Fluidstrahl eine vergrößerte Auftrefffläche im Vergleich zu einer zylindrischen Düse mit gleichem Nenndurchmesser auf.
Die Anlage 30 kann als Reinigungsmaschine, Pasteur oder Kastenwascher ausgebildet sein.
Wenn die Objekte 32 einen Innenraum haben, z. B., wenn sie als Behälter ausgebildet sind, können sie kopfüber mit einer Behältermündung nach unten weisend entlang des Transportpfads transportiert werden.
Wenn die Vorrichtung 10 gemäß dem Beispiel nach Figur 1 ausgebildet ist, kann eine erste Düse 12 derart angeordnet sein, dass sie das Fluid in das Innere des Behälters abgibt. Die beiden anderen Düsen 12 können das Fluid auf die äußeren Oberflächen des Behälters abgeben.
Das oben beschriebene Beispiel dient in keiner Weise einer Beschränkung der Erfindung. Vielmehr kann die Erfindung in vielfältiger Weise abgewandelt werden. Alle oben beschriebenen Merkmale der Erfindung können allein oder in Kombination miteinander wesentlich für die Erfindung sein. Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
12 Düse
14 Strömungskanal 16 Düseneinlass
18 Düsenauslass
20 Grundplatte
22 Durchgangsöffnung
24 Wandabschnitt 26 Wandabschnitt
30 Anlage
32 Objekt
34 Transportpfad

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zum Durchleiten eines Fluids umfassend mindestens eine Düse (12) mit einem Strömungskanal (14), der sich zwischen einem Düseneinlass (16) und einem Düsenauslass (18) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Strömungskanal (14) von dem Düseneinlass (16) zum Düsenauslass (18) mit einem Öffnungswinkel (a) im Bereich von 1 ° bis 2,5° erweitert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (14) sich konisch erweitert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Grundplatte (20) aufweist, wobei sich die mindestens eine Düse (12) durch die Grundplatte (20) erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Düse (12) und die Grundplatte (20) einstückig hergestellt sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Düsen (12) zwischen eins und vier, vorzugsweise drei, beträgt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) aus einem Kunststoffmatenal oder Metallmaterial besteht.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düseneinlass (16) einen Durchmesser zwischen 2 mm und 14 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 9 mm, weiter vorzugsweise 4 mm, aufweist.
8. Anlage zum Behandeln von Oberflächen von Objekten (32) umfassend mindestens eine Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei sich ein Transportpfad (34) für Objekten (32) durch die Anlage (30) erstreckt und die mindestens eine Düse (12) auf den Transportpfad (34) ausgerichtet ist. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (30) eine Reinigungsmaschine, ein Pasteur, ein Kastenwascher oder eine Transportvorrichtung ist.
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EP1516147B1 (de) Befeuchtungsvorrichtung

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