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Die
Erfindung betrifft ein Wäschetrocknungsgerät mit einem
sich in ein Trommelgehäuse öffnenden Prozessluftrohr,
das zur Führung
von Prozessluft und zum Ablassen von Kondensatwasser von einem Kondensator
in das Trommelgehäuse
vorgesehen ist.
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Der
Prozessluftkreislauf eines Wäschetrocknungsgerät wird typischerweise
gebildet durch Prozessluftgebläse,
Heizkanal, Wäschetrommel
und Kondensator. Der Kondensator kann Wasser- oder luftgekühlt sein.
Der Lufteintritt in die Wäschetrommel
befindet sich in der Regel im Türbereich über einem
Schauglas und der Luftaustritt aus der Wäschetrommel befindet sich im
Trommelgehäuse,
d. h., an einem Trommelmantel oder einer Trommelrückwand. Diese
Luftaustrittsöffnung
dient gleichzeitig als Kondensat- bzw. Kühlwassereintritt in die Trommel
aus dem oberhalb angeordneten Kondensator. Aus der Trommel wird
das Wasser periodisch abgepumpt. Bauraumbedingt entsteht in der
Luftaustrittsöffnung ein
Luft-Wasser-Gegenstrom mit starken Verwirbelungen und einem durch
Unterdruck bedingten Wasserstau. Beide bedingen Strömungswiderstände, welche
die Luftströmung
so stark behindern können, dass
bei Regulierung der Trommeleintrittstemperatur nicht genügend Heizleistung
für einen
schnellen energieoptimierten Trocknungsprozess eingebracht werden
kann.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit
zur Verbesserung der Verbrauchswerte eines Wäschetrocknungsgeräts, einschließlich eines
luft- oder wassergekühlten
Waschtrockners oder separaten Wäschetrockners,
bereitzustellen. Insbesondere sollen strömungsoptimierte Luftwege für die Prozessluft
bereitgestellt werden.
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Dies
wird allgemein dadurch erreicht, dass eine optimierte Wasserführung den
Strömungswiderstand
für die
Prozessluft im Lufteintrittsbereich des Kondensators minimiert.
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Die
Aufgabe wird speziell mittels eines Wäschetrocknungsgeräts nach
Anspruch 1 und eines Verfahrens zum Betreiben des Wäschetrocknungsgeräts nach
Anspruch 15 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Das
Wäschetrocknungsgerät ist mit
einem sich in ein Trommelgehäuse öffnenden
Prozessluftkanal ausgerüstet,
der zur Führung
von Prozessluft und zum Ablassen von Kondensatwasser von einem Kondensator
(und ggf. Kühlwasser)
in das Trommelgehäuse
vorgesehen ist. Häufig
ist der Kondensator oberhalb des Prozessluftkanals bzw. dieses Abschnitts
davon angebracht, wobei dann das Prozessluftrohr als Fallleitung
zum Trommelgehäuse
dient. Vom Prozessluftrohr führt
mindestens ein Wasserableitungskanal ab. Mittels des Wasserableitungskanals
kann ein Teil des im Prozessluftkanal geführten Wassers vor dessen Mündung in
das Trommelgehäuse
abgeführt
werden, so dass weniger Wasser über
die Länge
des Prozessluftkanals zur Verfügung steht,
welche eine Prozessluftströmung
behindern könnte.
Ein so ausgestalteter Prozessluftkanal ist strömungs- und somit verbrauchswertoptimiert.
Der Wasserableitungskanal ist nicht darauf beschränkt, nur
Wasser zu führen,
sondern kann, je nach Durchmesser und konstruktivem Entwurf auch
in der Lage sein, Luft zu führen.
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Es
wird bevorzugt, wenn der mindestens eine Wasserableitungskanal von
einem Bereich hoher Wasserverwirbelung abführt, da hier eine Wasserabführung eine
besonders starke Verringerung des Strömungswiderstands bewirken kann.
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Zur
hohen Wasserableitung kann es bevorzugt sein, wenn der mindestens
eine Wasserableitungskanal an eine Ablaufpumpe angeschlossen ist, insbesondere
an die Laugenpumpe.
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Es
kann zur Verringerung des konstruktiven Aufwands vorteilhaft sein,
wenn der mindestens eine Wasserableitungskanal pumpenlos an eine
Fallleitung zum Trommelgehäuse
angeschlossen ist bzw. eine solche darstellt, insbesondere falls
eine Wasservorlage zur Verhinderung einer durch den Wasserableitungskanal
erzeugten Luftströmung
zwischengeschaltet ist.
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Zur
effektiven Wasserableitung, insbesondere unter Verwendung einer
Pumpe, wird es bevorzugt, wenn an einer Mündung des Wasserableitungskanals
in den Prozessluftkanal ein Wasseraufnahmebereich vorgesehen ist.
Dadurch kann insbesondere eine periodisch betriebene Pumpe, wie
die Laugenpumpe, in einem Pumpgang eine hohe Wassermenge abpumpen.
Der periodische Betrieb der Abflusspumpe wird einem kontinuierlichen
Betrieb vorgezogen.
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Es
kann allgemein bevorzugt sein, aber insbesondere unter Verwendung
einer Pumpe, wenn vom Prozessluftkanal mindestens zwei Wasserableitungskanäle abführen. Dann
wird es besonders zur effektiven und großflächigen Wasserableitung bevorzugt,
wenn die Wasserableitungskanäle
seitlich versetzt vom Prozessluftkanal abgehen.
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Insbesondere
bei einem Verzicht auf eine Pumpe am Wasserableitungskanal wird
es bevorzugt, wenn der mindestens eine Wasserableitungskanal bezüglich einer
Richtung einer Prozessluftströmung
so angeordnet ist, dass mittels der Prozessluftströmung im
Prozessluftkanal befindliches Wasser in den Wasserableitungskanal
gedrückt
wird. Dadurch wird eine Wasserableitung durch den Wasserableitungskanal
erhöht
und so ein Prozessluftströmungswiderstand
besonders effektiv verringert.
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Es
wird bevorzugt, wenn der Prozessluftkanal einen zumindest teilweise
gekrümmten
Mündungsabschnitt
aufweist, der in das Trommelgehäuse
mündet,
wobei der mindestens eine Wasserableitungskanal vom Prozessluftkanal
auf der Höhe
der Mündungsöffnung oder
tiefer abgeht. Dadurch wird eine besonders effektive Strömungswiderstandsminderung
erreicht.
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Zur
Einstellung der Wasserableitungsmenge, insbesondere bei pumpenlosem
Wasserableitungskanal, wird es bevorzugt, wenn ein Mittelpunkt der
Mündungsöffnung des
Prozessluftkanals in das Trommelgehäuse und ein Mittelpunkt einer
Abflussöffnung
eines Wasserableitungskanals in den Prozessluftkanal zueinander
höhenversetzt
sind. Durch die Höhe
bzw. Höhendifferenz
kann der Druck der Prozessluft auf das ablaufende Wasser eingestellt werden.
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Es
kann auch bevorzugt sein, insbesondere bei pumpenlosem Wasserableitungskanal,
wenn eine Lochachse der Mündungsöffnung des
Prozessluftkanals in das Trommelgehäuse und eine Lochachse der
Abflussöffnung
eines Wasserableitungskanals zueinander höhenversetzt sind.
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Es
wird ferner bevorzugt, wenn der mindestens eine Wasserableitungskanal
vom gekrümmten Rohrabschnitt
des Prozessluftrohrs abgeht, da sich hier typischerweise starke
Wasserwirbel bilden.
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Zur
effektiven Strömungswiderstandsreduzierung
kann es vorteilhaft sein, wenn ein Durchmesser des Prozessluftkanals
zumindest im Bereich seiner Mündungsöffnung in
das Trommelgehäuse
und ein Durchmesser des Wasserableitungskanals im Bereich seiner
Abflussöffnung
ein Verhältnis
von etwa 2:1 bis 1:1, oder sogar noch darüber hinaus, zueinander aufweisen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch
genauer beschrieben.
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1 zeigt
als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht einen Waschtrockner.
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2 zeigt
als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht ein Prozessluftrohr
gemäß einer
ersten Ausführungsform
im Bereich einer Einmündung in
eine Wäschetrommel;
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3 zeigt
als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht ein Prozessluftrohr
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
im Bereich einer Einmündung
in die Wäschetrommel;
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4 zeigt
als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht das Prozessluftrohr
aus 3.
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1 zeigt
Komponenten eines Waschvollautomaten, welches sich im Zustand nach
einem Waschgang und vor einem Trocknungsgang befindet. Der Waschvollautomaten
weist ein Trommelgehäuse 1 auf,
in welchem eine Wäschetrommel 2 zur Aufnahme
von Wäsche 3 drehbar
gelagert ist. Mittels einer Frischwasserzuleitung 4, die
in eine Einspülschale 5 mündet, wird
Wasser mit oder ohne Waschmittelzusatz dem Trommelgehäuse 1 zugeführt und bildet
dort die freie Flotte 6. Die über eine Heizung 7 aufwärmbare freie
Flotte 6 kann mittels einer Laugenpumpe 8 durch
einen Ablaufkanal 9 nach Außen abgelassen werden.
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Zusätzlich ist
am Laugenbehälter 1 ein
Umluft- bzw. Prozessluftkanal 10 für die Prozessluft angeschlossen.
Der obere Teil 11 des Prozessluftkanals 10 ist
mit der Druckseite eines Prozessluftgebläses 12 verbunden und
mündet
mit seinem anderen Ende in dem Trommelgehäuse 1 oberhalb der
Einfüllöffnung (hier
nicht dargestellt) der Wäschetrommel 2. Der
untere Teil 13 des Prozessluftkanals 10 ist an
die Saugseite des Prozessluftgebläses 12 angeschlossen
und mündet
in einem unteren Bereich in das Trommelgehäuse 1. Diese Mündung 14 liegt
aber immer noch oberhalb desjenigen Niveaus, das von der Lauge beim
Waschen oder Spülen
jemals erreicht wird. Im oberen Kanalteil 11 ist typischerweise
noch ein hier nicht dargestelltes Heizelement zum Erhitzen der Prozessluft
angeordnet.
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Im
Zuge des unteren Teils 13 des Prozessluftkanals 10 ist
weiterhin eine Kondensationseinrichtung 15 angebracht,
die im Wesentlichen einen Kühler 16 aufweist.
Der Kühler
wird durch Frischluft gekühlt,
die aus der Umgebung des Waschvolltrockners von einem Kühl luftgebläse 17 angesaugt
und über den
Kühlluftzuflusskanal 18 dem
Kühler 16 zugeführt wird.
Nach Durchströmen
des Kühlers 16 und
Aufnahme von Wärmeenergie
aus der Prozessluft wird die Kühlluft über einen
Kühlluftabflusskanal 19 zu
einem Abluftausgang 20 geführt. Beim Kühlen der Prozessluft im Kühler anfallendes
Kondensat kann über eine
Fallleitung 21 aus dem Kühlergehäuse zum Trommelgehäuse 1 abgeleitet
werden. Die Fallleitung 21 ist hier als Teil des Prozessluftkanals 10 ausgeführt.
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Für den Trocknungsvorgang
wird die freie Flotte 6 abgepumpt. Im Fall eines reinen
Wäschetrockners
sind die nur zum Waschen der Wäsche 3 benötigten Elemente,
wie Frischwasserzuleitung 4 und Einspülschale 5, nicht vorhanden.
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2 zeigt
den unterhalb des Kondensators 15 angeordneten Abschnitt 21 des
Prozessluftkanals in Form eines Prozessluftrohrs 10 im
Bereich einer Einmündung 14 in
das Trommelgehäuse 1,
wie in 1 durch den gestrichelten Bereich angedeutet. Genauer
gesagt, geht das Prozessluftrohr 21 senkrecht von oben
kommend in einen gekrümmten
Abschnitt 22 über,
an den sich ein waagerecht liegender, geradliniger Endabschnitt 23 anschließt, an dessen
Ende das Prozessluftrohr 21 an einer Mündungsöffnung 14 in eine
Seitenwand des Trommelgehäuses 1 mündet.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
führt nun zusätzlich ein
Wasserablaufkanal 24 vom Prozessluftrohr 21 ab,
und zwar auf einer Ebene (Höhe)
der Mündungsöffnung 14 im
Krümmungsbereich 22 des Prozessluftrohrs 21.
Zumindest der in das Prozessluftrohr 21 geführte Teil
des Wasserablaufkanals 24 ist hier geradlinig und waagerecht
liegend angeordnet. Eine waagerecht ausgerichtete Lochachse L1 der
Mündungsöffnung 14 des
Prozessluftrohrs 21 (die hier der Längsachse des waagerechten Prozessluftrohrabschnitts 23 entspricht)
und eine ebenfalls waagerecht ausgerichtete Lochachse 12 der
Abflussöffnung 25 des
Wasserableitungskanals 24 (die hier der Längsachse
des waagerechten Wasserableitungskanalabschnitts entspricht) liegen
zueinander parallel, aber dahingehend höhenversetzt, dass die Lochachse 12 des
Wasserableitungskanals tiefer liegt als diejenige des Prozessluftrohrs 21.
Der zugehörige
Durchmesser des waagerechten Abschnitts 23 des Prozessluftrohrs 21 ist
größer als
der zugehörige
Durchmesser des Wasserableitungskanals 24, nämlich ca.
zweimal größer. Der
Kanalabschnittsdurchmesser bzw. der Durchmesser der Abflussöffnung 25 beträgt mindestens
10 mm. Der Wasserableitungskanal 24 ist folgend pumpenlos
(d. h. hier: über
eine Fallleitung) mit dem Trommelgehäuse 1 als Wasserablauf
verbunden.
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Beim
Trocknungsbetrieb wird ein Teil des im Prozessluftrohr 21 ablaufenden
Kondensatwasser (und ggf. des Kühlwassers),
das durch die dünnen Pfeile
angedeutet ist, durch den Wasserableitungskanal 24 abgeführt. Der
Wasserableitungskanal 24 ist wie gezeigt in Richtung der
Luftströmung
(dicke Pfeile) so angeordnet, dass das Kondensat oder Kühlwasser
durch die Prozessluftströmung
in Richtung der Ablauföffnung 24 geschoben
bzw. gedrückt wird,
so dass sich ein signifikanter (wenn auch kein vollständiger)
Wasserablauf darüber
ergibt. Dadurch werden die Wasserwirbel, die durch Spiralen angedeutet
sind, verringert, und folglich ein Strömungswiderstand für die Prozessluft.
Um eine den Wasserfluss behindernde Luftströmung zu vermeiden, ist der weitere
Abfluss zum Trommelgehäuse
mit einer Wasservorlage ausgestattet (ohne Abb.). Durch eine Variation
des Höhenversatzes
beider Lochachsen L1, L2 kann die im Prozessluftrohr 21 verbleibende
Wassermenge auf die Kühlwirkung
bei Wasserkühlung bzw.
auf die Filterwirkung für
Flusen bei Luftkühlung hin
optimiert werden.
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Ein
solches Trocknungsgerät
mit den durch den zweiten Ablaufkanal optimierten Wasserwegen ist
strömungs-
und somit verbrauchswertoptimiert.
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3 zeigt
als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht ein Prozessluftrohr 26 gemäß einer zweiten
Ausführungsform
im Bereich einer Einmündung 14 in
ein Trommelgehäuse; 4 das
Prozessluftrohr 26 als Schnittdarstellung in Vorderansicht.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform
nach 2 gehen nun zwei Wasserableitungskanäle 27, 28 vom Prozessluftrohr 26 ab,
und zwar schräg
nach unten und zur Seite. Jedoch gehen die Wasserableitungskanäle 27, 28 weiterhin
auf einer Ebene (Höhe)
der Mündungsöffnung 14 ab,
und zwar hier in einem Bereich starker bis stärkster Wasserwirbel. Wie aus 4 ersichtlich,
sind die Wasserableitungskanäle 27, 28 seitlich
symmetrisch zur Mündungsöffnung 14 versetzt.
Dadurch wird nun Wasser nicht mehr direkt in die Wasserableitungskanäle 27, 28 gedrückt. Vielmehr
wird durch periodisches Abpumpen des Kondensates bzw. des Kühlwassers
der Strömungswiderstand
in diesem Bereich des Prozessluftrohrs 26 verringert. Das
Abpumpen geschieht mittels der Laugenpumpe. Optimales Pumpen kann
konstruktiv durch im Wirbelbereich ausgebildete Taschen 29, 30 zur
Bevorratung des Wassers erreicht werden. Bei einem luftgekühlten Kondensator 15 sollte
der Pumpentakt so eingestellt werden, dass eine Verringerung des
Prozessluft-Strömungswiderstandes
erreicht wird, aber eine gewünschte
Filterwirkung für Flusen
durch den bzw. die Wasserwirbel erhalten bleibt. Im wassergekühlten Fall
sollte ein zu häufiges Abpumpen
nicht zu einer Verringerung der Kühlwirkung des Wassers führen.
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Auch
das in 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel,
bei dem gezielt Kühlwasser
bzw. Kondensat aus dem Luftaustrittsbereich des Prozessluftrohrs 26 abgepumpt
wird, ist strömungs-
und somit verbrauchswertoptimiert.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
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So
kann ein effektiver Durchmesser des waagerechten Prozessluftrohrabschnitts
und ein effektiver Durchmesser des waagerechten Kanalabschnittsdurchmessers
auch andere Verhältnisse
aufweisen, z. B. kleiner als 2:1, nämlich z. B. mindestens gleich
groß sein
(d. h., z. B. 1:1 oder 1:1 + x), oder ein größeres Verhältnis als 2:1 aufweisen. Je
größer der Wasserableitungskanal
ist, desto eher wird er in der Regel auch dazu geeignet sein, Luft
zu führen.
Bei nicht mehr vernachlässigbarer
Luftführung
kann der Wasserableitungskanal auch als weiterer Prozessluftkanal
zum Ablassen von Kondensatwasser angesehen werden.
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Auch
braucht der Wasseralbleitungskanal bzw. dessen Mündungsöffnung nicht auf einer Ebene (Höhe) der
Mündungsöffnung 14 abgehen,
sondern kann insbesondere tiefer als die Mündungsöffnung 14 liegen.
Auch braucht die Abflusspumpe des Wasserableitungskanals nicht der
Laugenpumpe zu entsprechen, sondern kann auch eine separat ansteuerbare
Pumpe sein. Es können
mehr als zwei Wasseralbleitungskanäle abgehen. Auch können beispielsweise
Trocknungsgeräte
nach dem Wärmepumpenprinzip
oder wassergekühlte
Trocknungsgeräte
verwendet werden.
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- 1
- Trommelgehäuse
- 2
- Wäschetrommel
- 3
- Wäsche
- 4
- Frischwasserzuleitung
- 5
- Einspülschale
- 6
- freie
Flotte
- 7
- Heizung
- 8
- Laugenpumpe
- 9
- Ablaufkanal
- 10
- Prozessluftkanal
- 11
- oberer
Teil des Prozessluftkanals
- 12
- Prozessluftgebläse
- 13
- unterer
Teil des Prozessluftkanals
- 14
- Mündung
- 15
- Kondensationseinrichtung
- 16
- Kühler
- 17
- Kühlluftgebläse
- 18
- Kühlluftzuflusskanal
- 19
- Kühlluftabflusskanal
- 20
- Abluftausgang
- 21
- Fallleitung
- 22
- Krümmungsbereich
- 23
- geradliniger
Endabschnitt
- 24
- Wasserableitungskanals
- 25
- Abflussöffnung
- 26
- Prozessluftrohr
- 27
- Wasserableitungskanal
- 28
- Wasserableitungskanal
- 29
- Tasche
- 30
- Tasche
- L1
- Lochachse
- L2
- Lochachse