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Die
Erfindung betrifft einen Trockner mit gekühltem Motor sowie ein bevorzugtes
Verfahren zu seinem Betrieb.
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Ein
Wäschetrockner
wird im Prinzip als Ablufttrockner oder als Umlufttrockner hergestellt
und verwendet. In jedem Fall werden in einem solchen Wäschetrockner
feuchte Wäschestücke dadurch
getrocknet, dass trockene Luft als sogenannte Prozessluft zunächst erwärmt und
dann über
die in einer Trommel befindlichen Wäschestücke geleitet wird. Die in den
Wäschestücken enthaltene
Feuchtigkeit verdampft und wird in Form feuchtwarmer Prozessluft
aus der Trommel geführt.
Bei einem Umlufttrockner wird die feuchtwarme Prozessluft unter
Abscheidung der Feuchtigkeit (Kondensationstrockner) zunächst in
einem Wärmetauscher
abgekühlt
und nach erneutem Erhitzen wieder in die Trocknungskammer geleitet.
Bei einem Ablufttrockner wird dagegen im Allgemeinen die nach dem
Durchgang durch die Trommel mit Feuchtigkeit beladene Luft aus dem Trockner
geleitet und durch neu angesaugte Luft aus der Umgebung des Trockners
ersetzt. Hierbei kann ebenfalls die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft unter
Abscheidung der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit abgekühlt werden,
wobei insbesondere eine Wärmerückgewinnung
stattfinden kann.
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Die
Erwärmung
eines zum Antrieb des Trockners verwendeten Motors während seines
Betriebs bestimmt dessen Dimensionierung und sonstige Ausgestaltung.
Unter den in einem Trockner üblicherweise
herrschenden Bedingungen, insbesondere bei einer im Trockner bestehenden
Innentemperatur von bis zu 60°C,
ist die Wärmeabfuhr
an die den Motor umgebende Luft erschwert. Bei einer Erhöhung der
Innentemperatur verschlechtert sich der Abtransport von Wärme vom
Motor, da der Motor im Allgemeinen durch die im Inneren des Trockners
befindliche Luft gekühlt
ist.
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Aufgabe
der Erfindung war es daher, einen Trockner bereitzustellen, der
einen verbesserten Betrieb des Motors gestattet. Vorzugsweise sollen
Zuverlässigkeit
und Lebensdauer des Motors und damit des Trockners verbessert werden.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen Trockner
sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs.
Bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Trockners
sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind Gegenstände
entsprechender abhängiger
Patentansprüche,
wobei bevorzugten Ausgestaltungen des Trockners bevorzugte Ausgestaltungen
des Verfahrens entsprechen und umgekehrt, und dies auch dann, wenn
hierin darauf nicht speziell hingewiesen wird.
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Gegenstand
der Erfindung ist somit ein Trockner mit einer Trocknungskammer
für zu
trocknende Gegenstände,
einem Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung zur Erwärmung von
Prozessluft und ein erstes Gebläse
befinden, einem Motor für den
Antrieb der Trocknungskammer, einem Wärmetauscher und einem Kühlluftkanal,
wobei sich der Motor mindestens teilweise im Kühlluftkanal befindet und Mittel
zum Ansaugen von Kühlluft
aufweist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Trockners
umfasst der Kühlluftkanal
einen ersten Teilkühlluftkanal
und einen zweiten Teilkühlluftkanal.
Hierbei befindet sich der Motor vorzugsweise im ersten Teilkühlluftkanal.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird der Motor durch die abgezweigte Kühlluft im ersten Teilluftkanal gekühlt. Die
sich dabei erwärmende
Kühlluft
kann, ggf. nach Vereinigung mit der Kühlluft im zweiten Teilkühlluftkanal,
in den Aufstellraum des Trockners geleitet werden. Hierdurch würde allerdings
die Abwärme
des Motors verloren gehen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung verbindet daher der erste Teilkühlluftkanal den Prozessluftkanal
zwischen dem ersten Gebläse und
der Heizung mit dem Kühlluftkanal.
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Die
Anteile an Kühlluft,
die im ersten Teilkühlluftkanal
und im zweiten Teilkühlluftkanal
fließen, können in
weiten Bereichen variieren, wobei zur Einstellung der Anteile an
Kühlluft
verstellbare Ventile oder Klappen in einem oder beiden Teilkühlluftkanälen vorhanden
sein können.
Vorzugsweise beträgt eine
Luftströmung
im ersten Teilkühlluftkanal
bis 30%, besonders bevorzugt bis 20% einer Gesamtströmung im
ersten Teilkühlluftkanal
und im zweiten Teilkühlluftkanal.
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Der
erfindungsgemäße Trockner
weist bevorzugt mindestens einen Wärmetauscher auf, der im Allgemeinen
als Luft-Luft-Wärmetauscher
ausgestaltet ist.
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Bei
der Ausführungsform
des Trockners mit einem ersten und einem zweiten Teilluftkühlkanal
befindet sich vorzugsweise ein Wärmetauscher,
insbesondere Luft-Luft-Wärmetauscher,
im zweiten Teilkühlluftkanal.
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Weitere
Wärmetauscher
können
vorhanden sein. Beispielsweise kann als weiterer Wärmetauscher
für die
Erwärmung
der Prozessluft eine Wärmequelle
einer Wärmepumpe
eingesetzt werden. Diese Wärmequelle
kann ein Verflüssiger
einer Wärmepumpe
des bekannten Kompressor-Typs sein.
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Bei
einem mit einer Wärmepumpe
ausgestatteten Trockner erfolgt die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit
beladenen Prozessluft im Wesentlichen in einer Wärmesenke der Wärmepumpe,
insbesondere in einem Verdampfer einer Wärmepumpe des Kompressor-Typs,
wo die übertragene
Wärme zur
Verdampfung eines in der Wärmepumpe
eingesetzten Kältemittels
verwendet wird. Das aufgrund der Erwärmung verdampfte Kältemittel
der Wärmepumpe
wird über
einen Kompressor dem Verflüssiger der
Wärmepumpe
zugeführt,
wo aufgrund der Kondensation des gasförmigen Kältemittels Wärme freigesetzt
wird, die zum Aufheizen der Zuluft vor Eintritt in die Trocknungskammer
(Trommel) verwendet wird. Hinter dem Verflüssiger gelangt das Kältemittel
zu einer Drossel zwecks Entspannung, und gelangt danach zurück zum Verdampfer.
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Der
im erfindungsgemäßen Trockner
vorhandene Motor umfasst als Mittel zum Ansaugen von Kühlluft einen
geeignet geformten Rotor und/oder ein auf einer Motorwelle angeordnetes
Gebläserad.
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Die
Bewegung von Kühlluft
kann vorzugsweise durch ein zweites Gebläse im Kühlluftkanal unterstützt werden.
Hierbei ist es bevorzugt, dass das erste Gebläse und das zweite Gebläse vom gleichen Motor
angetrieben werden. Ganz besonders bevorzugt sind bei dieser Ausführungsform
der Erfindung das erste Gebläse
und das zweite Gebläse
auf entgegen gesetzten Seiten des Motors angeordnet.
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Bei
der Heizung zur Erwärmung
der Prozessluft handelt es sich im Allgemeinen um eine elektrische
Widerstandsheizung. Da mit fortschreitendem Trocknungsgrad der im
Trockner zu trocknenden Wäsche
die zum Trocknen erforderliche Energie abnimmt, wird zweckmäßig die
Heizung entsprechend geregelt, d. h. mit fortschreitendem Trocknungsgrad deren
Heizleistung vermindert.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung befindet sich der Motor vollständig im Kühlluftkanal. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung befindet sich der Wärmetauscher im Kühlluftkanal
zwischen einem Kühlluftzugang
und dem Motor oder zwischen dem Motor und einem Kühlluftausgang.
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Der
erfindungsgemäße Trockner
kann als Umlufttrockner oder auch als Ablufttrockner ausgestaltet
sein.
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Bei
einem Umlufttrockner wird die Prozessluft als Umluft im Kreis geführt, sodass
keine Zuluft zugeführt
werden muss. Hierbei kann die erwärmte Kühlluft aus dem ersten Teilkühlluftkanal
zum Ausgleich von Leckageverlusten verwendet werden. Vorzugsweise
erfolgt die Einleitung der erwärmten
Kühlluft
in einem Bereich des Prozessluftkanals, in dem Umgebungsdruck oder
Unterdruck vorhanden ist.
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Gegenstand
der Erfindung ist außerdem
ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einer Trocknungskammer
für zu
trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal,
in dem sich eine Heizung zur Erwärmung
von Prozessluft und ein erstes Gebläse befinden, einem Motor für den Antrieb
der Trocknungskammer, einem Wärmetauscher
und einem Kühlluftkanal,
wobei sich der Motor mindestens teilweise im Kühlluftkanal befindet und Mittel
zum Ansaugen von Kühlluft
aufweist. Bei diesem Verfahren saugt der Motor Kühlluft von einem Kühlluftzugang an
und die angesaugte Kühlluft
kühlt den
Motor ab.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
dieses Verfahrens wird die nach der Kühlung des Motors erwärmte Kühlluft zwischen
dem ersten Gebläse
und der Heizung in den Prozessluftkanal geleitet.
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Der
erfindungsgemäße Trockner
und das erfindungsgemäße Verfahren
zu seinem Betrieb haben den Vorteil, dass durch die verbesserte
Kühlung
der Motor des Trockners bei einer im Vergleich zu herkömmlichen
Trocknern geringeren Temperatur betrieben werden kann. Die Gefahr
eines Motorstillstands aufgrund von Erhitzung ist verringert und
damit die Wahrscheinlichkeit für
ein Ausfallen des Motors insgesamt. Schließlich kann die Motortemperatur
selbst bei einem Einsatz von weniger Material (verringerte Paketlänge) auf
dem gleichen Niveau gehalten werden. Durch die aktive Kühlung des
Motors kann dieser nämlich
bezüglich
Blechpaket und Wicklung kleiner ausgelegt werden, sodass ein Kostenvorteil
ohne Funktionsverlust erzielt werden kann.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von nicht einschränkenden
Ausführungsbeispielen
für den
erfindungsgemäßen Trockner
und das Verfahren zu seinem Betrieb unter Bezugnahme auf die 1 und 2 der
beigefügten
Zeichnung.
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1 zeigt
einen senkrechten Schnitt durch einen als Umlufttrockner ausgestalteten
Trockner gemäß einer
ersten Ausführungsform.
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2 zeigt
einen senkrechten Schnitt durch einen als Umlufttrockner ausgestalteten
Trockner gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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In
den 1 und 2 zeigen die durchgezogenen
Pfeile die Fließrichtung
von Prozessluft und die gestrichelten Pfeile die Fließrichtung
von Kühlluft an.
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1 zeigt
einen senkrechten Schnitt durch einen als Umlufttrockner ausgestalteten
Trockner gemäß einer
ersten Ausführungsform,
bei der sich der Motor in einem ersten Teilkühlluftkanal befindet. Der in 1 dargestellte
Trockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare
Trommel 3 als Trocknungskammer 3 auf, innerhalb
welcher Mitnehmer 4 zur Bewegung von Wäsche, während die Trommel sich dreht,
befestigt sind. Prozessluft wird von einem ersten Gebläse 6 über eine
Heizung 10 zur Erwärmung
der Prozessluft geführt.
Die erwärmte
Prozessluft wird in die Trommel 3 geführt, wo sie in der feuchten
Wäsche
enthaltene Feuchtigkeit aufnimmt. Die dann warme und feuchte Prozessluft
verlässt
die Trommel 3 und wird durch einen Wärmetauscher 5 geleitet,
wo die Prozessluft abkühlt
und in ihr enthaltene Feuchtigkeit kondensiert. Insbesondere wird
im Trockner 1 von der elektrischen Heizung 10 erwärmte Luft
von hinten, d. h. von der einer Tür 14 gegenüberliegenden
Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die
Trommel 3 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in
Berührung
und strömt
durch die Befüllöffnung der
Trommel 3 zu einem Flusensieb 15 innerhalb einer
die Befüllöffnung verschließenden Tür 14.
Anschließend
wird der Luftstrom in der Tür 14 nach
unten umgelenkt und im Prozessluftkanal 2 weiter zum Luft-Luft-Wärmetauscher 5 geleitet.
Dort kondensiert infolge Abkühlung die
von der Prozessluft aus den Wäschestücken aufgenommene
Feuchtigkeit.
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Das
Kondensat wird in einem hier nicht gezeigten Kondensatbehälter aufgefangen
und von dort durch Abpumpen oder manuelles Entsorgen entfernt. Die
abgekühlte
Prozessluft wird mittels des ersten Gebläses 6 wieder der Heizung 10 zugeführt und
in die Trommel 3 geleitet, wodurch der Kreislauf geschlossen
ist.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst der Kühlluftkanal 22 einen
ersten Teilkühlluftkanal 23 und
einen zweiten Teilkühlluftkanal 25. Der
Motor 7 befindet sich hier im ersten Teilkühlluftkanal 23.
Außerdem
verbindet der erste Teilluftkühlkanal 23 den
Prozessluftkanal 2 zwischen dem ersten Gebläse 6 und
der Heizung 10 mit dem Kühlluftkanal 22. Im
ersten und im zweiten Teilluftkanal sind zudem Ventile bzw. Klappen 10 und 11 vorhanden, mit
denen die relativen Anteile der Luftströmung im ersten und im zweiten
Teilluftkanal eingestellt werden können.
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Der
Trockner 1 in 1 weist einen Wärmetauscher 5 auf,
der sich im zweiten Teilkühlluftkanal 25 befindet.
Im zweiten Teilkühlluftkanal 25 befindet sich
zudem zur verbesserten Beförderung
der Kühlluft
ein zweites Gebläse 24.
Die Kühlluft
tritt am Kühlluftzugang 20 in
den Kühlluftkanal 22 ein.
Ein Teil der Kühlluft
wird im ersten Teilkühlluftkanal 23 zum
Motor 7 geleitet, dort erwärmt und anschließend vor
der Heizung 10 der Prozessluft im Prozessluftkanal 2 zugefügt. Da der
Trockner 1 in 1 als Umlufttrockner ausgestaltet
ist, dient diese Zufügung
von erwärmter Kühlluft dem
Ausgleich von Leckageverlusten. Der restliche Teil der Kühlluft wird
im zweiten Teilkühlluftkanal 25 mit
Hilfe des zweiten Gebläses 24 durch
den Wärmetauscher 5 geführt, wo
sie zur Abkühlung
der warmen und feuchten Prozessluft verwendet wird. Die daraufhin
erwärmte
Kühlluft
wird anschließend über einen
Kühlluftausgang 21 in
den Aufstellraum des Trockners geleitet.
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Der
Motor 7 weist Mittel 8 zum Ansaugen von Kühlluft auf.
Dies sind beispielsweise ein geeignet geformter Motor-Rotor, der
das Ansaugen und die Weiterbeförderung
der Kühlluft
ermöglicht,
oder ein hierzu auf einer Motorwelle angeordnetes Gebläserad.
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Die
Trommel 3 wird in der in 1 gezeigten Ausführungsform
am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines
Lagerschildes 16 gelagert, wobei die Trommel 3 mit
einer Krempe auf einem Gleitstreifen 17 am Lagerschild 16 aufliegt
und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Trockners
erfolgt über
eine Steuereinrichtung 18, die vom Benutzer über eine
Bedieneinheit 19 geregelt werden kann.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform werden das erste
Gebläse 6,
das zweite Gebläse 24 sowie
die Trommel 3 durch den gleichen Motor 7 angetrieben, wobei
sich das erste Gebläse 6 und
das zweite Gebläse 24 auf
entgegen gesetzten Seiten von Motor 7 befinden.
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2 zeigt
einen senkrechten Schnitt durch einen Trockner gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
der ebenfalls als Umlufttrockner ausgestaltet ist. Die Kühlung der
warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft aus der Trocknungskammer 3 erfolgt im
Luft-Luft-Wärmetauscher 5 durch
Wärmetausch mit
Kühlluft
in einem Kühlluftkanal 22,
der sich von einem Kühllufteingang 20 über den
Wärmetauscher 5 bis
zum Kühlluftausgang 21 erstreckt.
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Bei
der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform befindet sich der
Motor 7 im Kühlluftkanal. Der
Motor 7 lässt
sich somit durch Zuleitung von kalter Kühlluft kühlen. Der Motor 7 weist
Mittel 8 zum Ansaugen von Kühlluft auf. Dies sind beispielsweise
ein geeignet geformter Motor-Rotor, der das Ansaugen und die Weiterbeförderung
der Kühlluft
ermöglicht, oder
ein hierzu auf einer Motorwelle angeordnetes Gebläserad.
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Die
für 2 nicht
gesondert erklärten
Teile des Trockners entsprechen den für 1 beschriebenen
Teilen und deren Funktionen.