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- Priorität: 20. Februar 2007 Republik Korea (KR) 10-2007-0017172
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Die
Erfindung betrifft einen Wäschetrockner ohne Ablufttrakt.
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Ein
Wäschetrockner ist ein Gerät, das Kleider, aber
auch beispielsweise Schuhe und Hüte, trocknen kann, wozu
durch einen Heizer erzeugte heiße Luft in eine Trommel
geblasen wird, um Feuchtigkeit aus Objekten in dieser zu absorbieren.
Wäschetrockner können in Abluftrockner und Kondensationstrockner
eingeteilt werden, was vom Verfahren abhängt, das dazu
verwendet wird, die beim Trocknen der Objekte entstandene feuchte
Luft zu handhaben.
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Bei
einem Ablufttrockner wird die genannte feuchte Luft nach außen
ausgeblasen, wozu ein Ablufttrakt erforderlich ist, durch den das
Gas aus dem Wäschetrockner geleitet wird. Insbesondere
dann, wenn der Wäschetrockner mit Gas beheizt wird, erstreckt
sich der Ablufttrakt im Allgemeinen bis zur Außenseite
eines Raums oder eines Gebäudes, um Produkte einer unvollständigen
Verbrennung, wie Kohlenmonoxid, mit der Feuchtigkeit nach außen
auszublasen.
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Indessen
wird bei einem Kondensationstrockner die Feuchtigkeit in der aus
der Trommel ausgeblasenen feuchten Luft in einer Wärmetauschereinheit
kondensiert, und die getrocknete Luft wird wieder in die Trommel
zurückgeleitet. Jedoch ist es nicht einfach, bei einem
Kondensationstrockner Gas zur Beheizung zu verwenden, da durch die
rückgeführte Luft eine geschlossene Schleife gebildet
werden kann.
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Bei
einem Wäschetrockner ohne Ablufttrakt bestehen die genannten
Nachteile eines Abluftrockners und eines Kondensationstrockners
nicht. D. h., es kann Gas zum Beheizen verwendet werden, so dass
er billig betrieben werden kann, wobei aufgrund der Betriebsart
kein Ablufttrakt zu installieren ist, der sich über ein
größeres Stück bis aus einem Raum erstrecken
müsste. Da jedoch bei einem derartigen Wäschetrockner
ein Abluftstutzen in den Raum hinein endet, ist die Geräuschentwicklung
stärker als bei anderen Wäschetrocknern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geräuscharmen
Wäschetrockner ohne Ablufttrakt zu schaffen.
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Diese
Aufgabe ist durch den Wäschetrockner gemäß dem
beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Der erfindungsgemäße Wäschetrockner verfügt über
eine Geräuschdämpfungseinrichtung vor dem Abluftstutzen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten
Ausführungsformen näher erläutert.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Wäschetrockners ohne Ablufttrakt
mit einer Geräuschdämpfungseinrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 ist
eine Innenansicht des Wäschetrockners der 1 von
oben;
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3 ist
ein Diagramm, das eine Anordnung zum Messen von Geräuschen
des Wäschetrockners zum Konzipieren der Geräuschdämpfungseinrichtung
in der 1 zeigt;
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4 ist
ein Kurvenbild, das das Ergebnis einer Geräuschmessung
durch die Anordnung gemäß der 3 zeigt;
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5 ist
ein Diagramm, das eine Anordnung zum Messen des Geräuschs
zeigt, wie es durch einen Abluftstutzen des Wäschetrockners
der 1 übertragen wird, um die Messergebnisse
zum Konzipieren der Geräuschdämpfungseinrichtung
zu verwenden;
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6 ist
ein Kurvenbild, das das Ergebnis der Geräuschmessung durch
die Anordnung in der 5 zeigt;
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7 ist
ein Diagramm, das die Geräuschdämpfungseinrichtung
in der 1 näher zeigt;
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8 ist
ein Kurvenbild zum Vergleichen der Geräusche, wenn eine
Geräuschdämpfungseinrichtung vorhanden ist bzw.
nicht vorhanden ist;
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9 ist
ein Diagramm, das eine Geräuschdämpfungseinrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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10 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in der 9;
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11 ist
eine Schnittansicht entlang der XI-XI in der 9; und
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12 ist
ein Kurvenbild zum Vergleichen der Ergebnisse einer Geräuschmessung
abhängig von Änderungen der Anzahl von Auslassöffnungen
in der in der 9 dargestellten Geräuschdämpfungseinrichtung.
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Wie
es aus den 1 und 2 erkennbar
ist, verfügt der Wäschetrockner ohne Ablufttrakt
mit einer Geräuschdämpfungseinrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung über ein
Hauptgehäuse 110, eine drehbar in diesem installierte
Trommel 120, eine Heißluft-Zuführeinheit 140 zum
Liefern heißer Luft in die Trommel 120, eine Wärmetauschereinheit 150 zum
Kondensieren von Feuchtigkeit, wie sie in der aus der Trommel 120 ausgelassenen
Luft enthalten ist, durch Wärmeaustausch mit kühlerer
Außenluft, einen Umwälztrakt 114 zum
Leiten der aus der Trommel 120 ausgelassenen Luft zur Wärmetauschereinheit 150,
einen Abluftstutzen 181 zum Leiten der aus der Wärmetauschereinheit 150 ausgeblasenen
Luft zur Außenseite des Wäschetrockners, und eine
Geräuschdämpfungseinrichtung 160 zum
Dämpfen von Geräuschen, um zu verhindern, dass
diese durch den Abluftstutzen 181 übertragen werden.
Hierbei kann die Geräuschdämpfungseinrichtung 160 zwischen
dem Umwälztrakt 114 und der Wärmetauschereinheit 150 installiert
sein, da dort bei einem Wäschetrockner im Allgemeinen etwas
Raum frei ist. Ferner kann die Geräuschdämpfungseinrichtung 160 in
einer Linie mit der Wärmetauschereinheit 150 verbunden
sein, um Luft aus ihr mit minimalem Widerstand direkt in die Wärmetauschereinheit 150 einzuleiten.
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An
der Vorderseite des Hauptgehäuses 110 ist eine
Tür 111 installiert, damit zu trocknende Objekte
in die Trommel 120 geladen werden können, und
an der Unterseite des Hauptgehäuse befinden sich Füße 113. Im
Inneren des Hauptgehäuses befindet sich ein Motor 135 zum
Antreiben eines Riemens 131, durch den die Trommel 120 und
ein im Umwälztrakt 114 installierter Lüfter 133 gedreht
werden. Jedoch können der Riemen 131 und der Lüfter 133 durch
jeweils einen getrennten Motor betrieben werden. Im Umwälztrakt 114 kann
ein Filter (nicht dargestellt) installiert sein, um Flusen und andere
Substanzen aus der die Trommel 120 durchströmenden
Luft auszufiltern.
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Die
Trommel 120 besteht aus einem einen Innenraum bildenden
Zylinder zum Aufnehmen zu trocknender Objekte. Im Inneren des Zylinders
sind vorzugsweise Hubschaufeln 121 installiert, um die
Objekte durchzumischen, um sie der Strömung heißer
Luft auszusetzen.
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Die
Heißluft-Zuführeinheit 140 verfügt über
ein Ventil 141 zum Öffnen und Sperren einer Gasversorgung,
einen Gasbrenner 143 zum Mischen des durch das Ventil 141 eingelassenen
Gases mit Luft von außen, um dann das Gemisch zu zünden,
um heiße Luft zu erzeugen, und einen Heißluft-Zuführtrakt 145 zum
Verbinden des Gasbrenners 143 mit der Trommel 120,
um die erhitzte Luft in diese zu liefern. In der Heißluft-Zuführeinheit 140 ist
ein Flammenstab (nicht dargestellt) installiert, der sich bis zum
Rand eines Flammenbereichs erstreckt, um die Brennerflamme zu überwachen,
damit eine Brennersteuerungseinheit (nicht dargestellt) indirekt
aufgrund einer Messung der Stärke des im Flammenstab fließenden
Stroms die emittierte Menge an Kohlenmonoxid (CO) messen kann. Die
Brennersteuerungseinheit reguliert den Betrieb des Ventils 141,
um dadurch die Verbrennung des Gas/Luft-Gemischs im Brenner 142 zu
steuern, was auf Grundlage des Messwerts für den im Flammenstab
fließenden Strom erfolgt, und wenn aufgrund dieses Stroms
eine unterbrochene oder unnatürliche Verbrennung erkannt
wird, schließt die Brennersteuerungseinheit das Ventil 141 auf
bekannte Weise. Vorzugsweise wird für das Ventil ein Magnetventil
verwendet, mit dem die zugeführte Gasmenge empfindlich
eingestellt werden kann.
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Der
Gasbrenner 143 ist mit dem Ventil 141 verbunden,
um das von diesem zugeführte Gas mit Außenluft
zu verbrennen, um dadurch heiße Luft zu erzeugen, die durch
den Heißluft-Zuführtrakt 145 an die Trommel 120 geliefert
wird.
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Die
Wärmetauschereinheit 150 verfügt über
Rippen 151 und Rohre 153, und sie nutzt Wasser
niedriger Temperatur zum Abkühlen der heißen und
feuchten Luft von der Trommel 120, um die in ihr enthaltene Feuchtigkeit
zu kondensieren. Der Einlass der Wärmetauschereinheit 150 ist
durch den Umwälztrakt 114 mit der Trommel 120 verbunden,
und sein Auslass ist mit dem Abluftstutzen 181 verbunden.
Die Rippen 151 können jeweils aus einem Metallblech
mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit bestehen,
und mehrere derartige Bleche sind mit kleinen Abständen
aufeinander aufgeschichtet, so dass die heiße und feuchte
Luft durch die Zwischenräume streichen kann.
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In
den Rohren 153 wird Wasser niedriger Temperatur (beispielsweise
22°C) umgewälzt, und diese Rohre durchdringen
die Rippen 151 schlangenlinienförmig. Mit den
beiden Enden der Rohre 153 sind Wasserleitungen (nicht
dargestellt) zum Zuführen und Abführen des genannten
Wassers niedriger Temperatur verbunden. Im unteren Teil der Wärmetauschereinheit 150 ist
ein Wasserreservoir (nicht dargestellt) angeordnet, um das durch
den Kondensationsprozess erzeugte Kondenswasser zu sammeln, das
von den Rippen herunter tropft.
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Anhand
der 3 bis 8 wird nun die Funktion der
Geräuschdämpfungseinrichtung 160 erläutert. Es
sei darauf hingewiesen, dass im Kurvenbild der 8 die
fett eingezeichnete Markierung die Bewegung des Geräuschpegels
anzeigt.
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Gemäß der 3 kann
der Geräuschpegel des beschriebenen Wäschetrockners
dadurch gemessen werden, dass ein Mikrofon 1 m entfernt von der
Rückseite des Wäschetrockners angeordnet wird.
Gemäß der 4 ist eine
Geräuschkomponente nahe 250 Hz (durch einen Kreis umschlossener
Teil) am größten.
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Gemäß der 5 kann
das durch den Abluftstutzen 181 emittierte Geräusch
dadurch gemessen werden, dass ein Mikrofon 0,1 m entfernt von diesem
installiert wird. Gemäß der 6 ist
der Pegel des durch den Abluftstutzen 181 emittierten Geräuschs
ebenfalls für eine Komponente nahe 250 Hz (durch einen
Kreis umschlossener Teil) am höchsten.
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Gemäß den 4 und 6 sind
die Frequenzkomponenten des Geräuschs vom Wäschetrockner und
des sich durch den Abluftstutzen 181 ausbreitenden Geräuschs
beinahe gleich; demgemäß kann durch Dämpfen
der sich durch den Abluftstutzen 181 ausbreitenden Geräusche
auch das Geräusch des Wäschetrockners insgesamt
gedämpft werden. D. h., dass zum gleichzeitigen Dämpfen
des Geräuschs des Wäschetrockners und des durch
den Abluftstutzen 181 emittierten Geräuschs die
Geräuschkomponente von 250 Hz gedämpft werden
sollte.
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Gemäß der 7 besteht
die entsprechend diesem Ziel konzipierte Geräuschdämpfungseinrichtung 160 aus
einem ersten Rohr 161, einem zweiten Rohr 163 und
einem dritten Rohr 165, die aufeinanderfolgend miteinander
verbunden sind, wobei die Querschnittsfläche A2 des zweiten
Rohrs 163 größer als die Querschnittsfläche
A1 und A3 des ersten Rohrs 161 bzw. des dritten Rohrs 165 ist,
wobei diese beiden letzteren Querschnittsflächen gleich
sind. Aufgrund der verschiedenen Querschnittsflächen bestehen
Differenzen der akustischen Impedanz, weswegen Schall mit bestimmten
Frequenzen nicht glatt hindurchlaufen kann.
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Die
Geräuschverluste-Transferfunktion (LT) der Geräuschdämpfungseinrichtung
160 ist
durch die folgenden beiden Formeln bestimmt. Je größer
diese Übertragungsfunktion LT ist, desto weniger Geräusche
breiten sich durch den Abluftstutzen
181 aus. Erste
Formel
Zweite
Formel
mit: I: Geräuschpegel am Einlass des
zweiten Rohrs; T: Geräuschpegel am Auslass des zweiten
Rohrs; A1: Querschnittsfläche des ersten und des dritten
Rohrs; A2: Querschnittsfläche des zweiten Rohrs; l: Länge
des zweiten Rohrs; C: Schallgeschwindigkeit; f: Frequenz n = 1,
2, 3 ...; f1: Geräuschzielfrequenz: (n = 1).
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Wenn
die gemäß den obigen Formeln zu schwächende
Geräuschzielfrequenz f1 auf 150 Hz eingestellt wird, wird
die Länge l des zweiten Rohrs 163 durch die zweite
Formel zu 334,6 mm berechnet. Außerdem beträgt
unter Berücksichtigung der Installationsposition des Wäschetrockners
und der Größe der Geräuschdämpfungseinrichtung 160,
wenn die Querschnittsflächen A1, A2 auf geeignete Größen
eingestellt werden, um den Maximalwert der Geräuschverluste-Transferfunktion
LT durch die erste Formel zu berechnen, der Durchmesser d1 des ersten
Rohrs 161 und des dritten Rohrs 165 100 mm, während
der Durchmesser des zweiten Rohrs 163 140 mm beträgt.
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Anders
gesagt, werden dann, wenn die Geräuschzielfrequenz f1 auf
250 Hz vorgegeben wird, die folgenden Werte erhalten: die Länge
l des zweiten Rohrs 163 beträgt 334,6 mm; der
Durchmesser d1 des ersten Rohrs 161 und des dritten Rohrs 165 beträgt
100 mm; und der Durchmesser des zweiten Rohrs 163 beträgt 140
mm.
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Gemäß der 8 werden,
wenn die auf die obige Weise konzipierte Geräuschdämpfungseinrichtung 160 am
beschriebenen Wäschetrockner ohne Ablufttrakt angebracht
wird, die in der Nähe von 250 Hz erzeugten Geräusche
beträchtlich um 10 dB oder mehr gedämpft.
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Zusammengefasst
gesagt, werden durch Verwendung der Geräuschdämpfungseinrichtung 160 das Geräusch,
das sich durch den Abluftstutzen 181 in den Raum ausbreitet,
und das Geräusch des gesamten Wäschetrockners
gleichzeitig gedämpft, wodurch eine ruhigere Raumumgebung
realisierbar ist.
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Gemäß den 9 und 10 verfügt
die Geräuschdämpfungseinrichtung 170 gemäß der
zweiten Ausführungsform der Erfindung über ein
In nenrohr 171 und ein Außenrohr 173,
zwischen denen ein Raum S gebildet ist. In der Wand des Innenrohrs 171 sind
mehrere Auslassöffnungen 171a in Verbindung mit
dem Raum S ausgebildet.
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Vorzugsweise
umschließt das Außenrohr 173 das gesamte
Innenrohr 171 oder einen Teil desselben, um den Geräuschdämpfungseffekt
zu verbessern. Vorzugsweise beträgt, wenn das Außenrohr 173 das
Innenrohr 171 nur teilweise umschließt, der Umschließungswinkel
(θ) 120° oder weniger. Das Außenrohr 173 verfügt über
eine das Innenrohr 171 umschließende Außenwand 173a sowie
Stirnwände 173b, die das vordere und das hintere
Ende der Außenwand 173a abschließen,
um den luftdichten Raum S zu bilden.
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Indessen
ist die Geräuschzielfrequenz, die durch die Geräuschdämpfungseinrichtung
170 zu
dämpfen ist, durch die folgende dritte Formel bestimmt: Dritte
Formel
mit: p: Prozentsatz der Fläche der Auslassöffnungen
in der Oberfläche des Innenrohrs, die das Innere des Raums
bildet; l: Abstand zwischen dem Innen- und dem Außenrohr;
t: Dicke des Innenrohrs; d: Durchmesser der Auslassöffnungen;
f
res: Geräuschzielresonanzfrequenz.
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Wenn
die zu dämpfende Geräuschzielresonanzfrequenz
fres zu 254 Hz vorgegeben wird, ergeben
sich durch die dritte Formel unter Berücksichtigung der
Installationsposition des Wäschetrockners und der Größe der
Geräuschdämpfungseinrichtung 170 die
folgenden Werte: l = 50 mm; t = 3 mm; d = 7 mm; p = 1,1%.
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Wenn
dagegen diese Frequenz zu 179 Hz vorgegeben wird, ergibt sich p
= 0,55% für die vorstehend genannten Werte von l, t und
d.
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Es
ist erforderlich, die Auslassöffnungen 171a dichter
anzuordnen, wenn die genannte Frequenz als 254 Hz vorgegeben wird
als dann, wenn sie als 179 Hz vorgegeben wird. Auch ist es möglich,
die Variablen l, d und t unter Berücksichtigung der Anzahl
der Auslassöffnungen 171a einzustellen, wenn die
Geräuschzielresonanzfrequenz vorgegeben ist.
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Wie
es durch die 9 und 12 veranschaulicht
ist, wurde der Schallpegel in Bezug auf ein durchgefahrenes Sinussignal
am Auslass der Geräuschdämpfungseinrichtung 170 unter
Verwendung eines Mikrofons gemessen, wenn ein Lautsprecher am Einlass
derselben positioniert wurde, der das genannte durchgefahrene Sinussignal
von 2 Hz~1200 Hz erzeugte. Das Ergebnis ist das folgende.
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Wenn
die Geräuschdämpfungseinrichtung 170 für
die Frequenz fres von 254 Hz (F254) konfiguriert
ist, wird der Schall in der Umgebung dieser Frequenz stark gedämpft,
wenn l = 50 mm, t = 3 mm, d = 7 mm und p = 1,1% gelten. Bei einer
Frequenz fres von 259 Hz (F179) wird Schall
in der Umgebung von 179 Hz stark gedämpft, wenn die Werte
l = 50 mm, t = 3 mm, d = 7 mm und p = 0,55% betragen. Anders gesagt,
verhindern die Auslassöffnungen 171a eine Ausbreitung
der Geräuschzielfrequenzkomponente durch Absorbieren von Schallwellen
derselben, so dass die Funktion eines Helmholtz-Resonators vorliegt.
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Zusammengefasst
gesagt, werden unter Verwendung der Geräuschdämpfungseinrichtung 170 das Geräusch,
das sich durch den im Raum endenden Abluftstutzen 181 ausbreitet,
und das Geräusch des gesamten Wäschetrockners
gleichzeitig gedämpft, so dass eine ruhige Raumumgebung
realisierbar ist.
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Nachfolgend
wird der Betrieb des Wäschetrockners ohne Ablufttrakt gemäß der
ersten Ausführungsform beschrieben.
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Gemäß den 1 und 2 wird
das vom Ventil 141 gelieferte Gas im Gasbrenner 143 mit
Außenluft gemischt, und dann wird das Gemisch gezündet,
um heiße Luft zu erzeugen. Diese heiße Luft wird
durch den Heißluft-Zuführtrakt 154 in
die Trommel 120 geliefert, wodurch in ihr aufgenommene
Objekte wie Bekleidung getrocknet werden. Die durch das Trocknen
der Objekte erhaltene heiße und feuchte Luft durchläuft
den Umwälztrakt 114, wobei in ihr enthaltene Fusseln
andere Fremdsubstanzen durch den in ihm installierten Filter (nicht
dargestellt) aufgefangen werden. Die heiße und feuchte,
von Fremdsubstanzen befreite Luft wird zwangsumgewälzt.
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Diese
heiße und feuchte Luft, deren Geräusche durch
die Geräuschdämpfungseinrichtung 160 gedämpft
wurden, erfährt durch Vorbeistreichen an den Rippen 151 durch
die Wärmetauschereinheit 150 einen Trocknungsvorgang,
wobei das dabei erzeugte Kondenswasser im Wasserreservoir (nicht
dargestellt) gesammelt wird. Die aus der Wärmetauschereinheit 150 ausgeblasene
trockene Luft wird durch den Abluftstutzen 181 in den Raum
ausgelassen.
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Beim
Wäschetrockner ohne Ablufttrakt gemäß der
Erfindung werden also durch die Geräuschdämpfungseinrichtung
das sich durch den im Raum endenden Abluftstutzen ausbreitende Geräusch
und das Geräusch des gesamten Wäschetrockners
gleichzeitig gedämpft, wodurch eine ruhige Raumumgebung
realisierbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 10-2007-0017172 [0001]
mit: I: Geräuschpegel am Einlass des zweiten Rohrs; T: Geräuschpegel am Auslass des zweiten Rohrs; A1: Querschnittsfläche des ersten und des dritten Rohrs; A2: Querschnittsfläche des zweiten Rohrs; l: Länge des zweiten Rohrs; C: Schallgeschwindigkeit; f: Frequenz n = 1, 2, 3 ...; f1: Geräuschzielfrequenz: (n = 1).
