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Die
Erfindung betrifft einen Wäschetrockner enthaltend eine
drehbar gelagerte Wäschetrommel, die mittels eines um sie
geschlungenen Antriebsriemens von einem Motor in Drehbewegung versetzbar ist,
und einer drehbaren und unter Federwirkung stehenden Spannrolle
zur Spannung des Riemens, einem Prozessluftkreis enthaltend ein
Gebläse zum Fördern von Prozessluft im Prozessluftkreis
und eine im Prozessluftkreis wirkende Wärmepumpe mit einer Wärmesenke,
einer durch einen Lüfter kühlbaren Wärmetransporteinrichtung
und einer Wärmequelle.
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Dabei
geht die Erfindung aus von einem Wäschetrockner mit einer
wenigstens annähernd horizontal drehbar gelagerten Wäschetrommel
und einer Antriebseinheit enthaltend einen elektrischen Motor und
Mitteln zur Übertragung der Drehbewegung des Motors auf
die Wäschetrommel. Die mechanische Kraftübertragung
erfolgt mittels eines um die Trommel, das heißt deren zylindrischen
Trommelmantel, geschlungenen Riemens, der vom Motor direkt angetrieben
wird oder über ein zwischengeschaltetes Vorgelege, durch
das die hohe Drehzahl des Motors an die Drehzahl der Trommel beim
Trockenprozess angepasst wird. Die notwendige Spannung des Antriebsriemens
wird aufrechterhalten durch eine Spannrolle, die drehbar auf einer
Achse angeordnet ist, die fest mit dem freien Ende eines einseitig
verschwenkbar angelenkten und unter Federspannung gehaltenen Tragarm
verbunden ist.
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Kondensationswäschetrockner
der in Rede stehenden Art benötigen keinen Schlauch zur
Abführung der mit Feuchtigkeit angereicherten Prozessluft. Die
dem Waschgut entzogene Feuchtigkeit kondensiert im Wärmetauscher
und wird als Flüssigkeit in einem Behälter gesammelt.
Kondensationswäschetrockner werden daher bevorzugt in Räumen
verwendet, die keinen direkten Zugang zur Außenwelt haben oder
bei denen die Abführung von feuchter Luft mit erheblichen
Schwierigkeiten verbunden ist.
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Die
Wärmepumpe arbeitet in der Regel optimal in einem bestimmten
Temperaturbereich. Beim Betrieb des Trockners können insbesondere
in der Wärmetransporteinrichtung, die in der Wärmepumpe Wärme
von der Wärmesenke zu der Wärmequelle pumpt, und
auch in der Wärmequelle selbst relativ hohe Temperaturen
auftreten, die dazu führen, dass die Wärmetransporteinrichtung
abgeschaltet werden muss und/oder sich der Wirkungsgrad der Wärmepumpe
erheblich verschlechtert. Verstärkt wird diese negative
Auswirkung, wenn im Prozessluftkreis eine zusätzliche Heizung
vorhanden ist, durch deren Einsatz kürzere Trocknungszeiten
erreicht werden sollen.
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In
der
DE 198 53 239
A1 wird vorgeschlagen, zwischen die als Verdampfer für
ein zirkulierendes Kältemittel ausgebildete Wärmesenke
und die als Kompressor für das Kältemittel ausgebildete
Wärmetransporteinrichtung einen zusätzlichen Wärmetauscher
einzusetzen, um so dem System Wärme zu entziehen. Der Wirkungsgrad
der Wärmetransporteinrichtung wird dadurch erhöht.
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Üblicherweise
wird die Wärmetransporteinrichtung mittels eines Lüfters
auf eine den Wirkungsgrad verbessernde Temperatur gekühlt.
Eine solche Lösung wird in der Schrift
DE 10 2007 016 077 A1 beschrieben.
Ein dieser Lösung gegenüber ökonomisch günstigerer
Vorschlag ist in der
EP
1 209 277 B1 veröffentlicht. Die dort vorgestellte
Lösung sieht vor, dass auf der Motorwelle, die die Wärmetransporteinrichtung
direkt antreibt, ein Lüfterrad angeordnet ist. Der Luftstrom
wird in unmittelbarer Nähe der Wärmetransporteinrichtung
erzeugt und ist axial auf diese ausgerichtet. Ein Lüfterrad
der vorgeschlagenen Art ist sehr viel billiger als ein Lüfter
mit eigenem Antrieb. Ein weiterer Vorteil gegenüber einem
separaten Lüfter besteht darin, dass für das von
der Motorachse getragene und mit dieser in Drehbewegung versetzte Lüfterrad
keine Halteelemente und keine Anschlussleitungen erforderlich sind.
Der Montageaufwand für die Installation des als Lüfterrad
ausgebildeten Lüfters reduziert sich in einem erheblichen
Maße.
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Der
Nachteil der bekannten Lösung besteht darin, dass deren
Anwendungsbereich begrenzt ist. Der Lüfter in der vorgeschlagenen
Form ist an die spezielle Einbausituation im Trockner gebunden,
bei der Motor, Lüfter und Wärmetransporteinrichtung
in einer Achslinie angeordnet sind. Der Lüfter dreht sich mit
der durch den Motor vorgegebenen Drehzahl und kühlt ausschließlich
die Wärmetransporteinrichtung und diese nur in axialer
Richtung von der dem Motor zugewandten Seite. Es ist weiter nachteilig,
dass die möglichen Ausgestaltungen des Lüfterrades
sich auf dessen Größe und Gestaltungsform beschränken.
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Demgegenüber
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstig herstellbaren
Lüfter zum Kühlen der Wärmetransporteinrichtung
und/oder anderer Einbauteile mit einem wesentlich erweiterten Gestaltungsspielraum
vorzuschlagen. Der Lüfter soll durch einfache Ausgestaltung
funktionell an den konkreten Einsatzfall und die vorgegebene Einbausituation
anpassbar sein. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, den Lüfter
so zu gestalten, dass der Aufwand zu seiner Montage und zur Installation
im Wäschetrockner auf wenige Handgriffe beschränkt
werden kann.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches
gelöst. Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den nachfolgenden abhängigen Patentansprüchen
enthalten, deren Merkmale einzeln oder in Kombination miteinander
oder mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
angewendet werden können.
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Im
erfindungsgemäßen Wäschetrockner enthaltend
eine drehbar gelagerte Wäschetrommel, die mittels eines
um sie geschlungenen Antriebsriemens von einem Motor in Drehbewegung
versetzbar ist, und einer drehbaren und unter Federwirkung stehenden
Spannrolle zur Spannung des Riemens, einem Prozessluftkreis enthaltend
ein Gebläse zum Fördern von Prozessluft im Prozessluftkreis
und eine im Prozessluftkreis wirkende Wärmepumpe mit einer
Wärmesenke, einer durch einen Lüfter kühlbaren
Wärmetransporteinrichtung und einer Wärmequelle,
ist die Spannrolle und/oder ein anderes vom Motor mittels Kraftübertragungsmittel
in Drehbewegung versetztes Bauteil als Lüfter ausgebildet.
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Der
erfindungsgemäße Lüfter zeichnet sich im
Vergleich zu denen des Standes der Technik dadurch aus, dass im
Trockner schon vorhandene Bauteile durch einfache konstruktive Umgestaltung
neben der bestimmungsgemäßen Funktion zusätzlich die
Funktion als Lüfter erfüllen können.
Die nach Maßgabe der Erfindung gestaltete Spannrolle erfüllt beispielsweise
die Doppelfunktion als Lüfter und als Teil der Spannvorrichtung.
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass
kein zusätzliches Einbauteil in der Fertigung vorgehalten
und montiert werden muss. Der Aufwand in der Montage wird durch
den Einsatz des erfindungsgemäßen Lüfters nicht
erhöht, dieser beschränkt sich auf den Arbeitsaufwand
zur Montage eines Trockners ohne Lüfter.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den Lüfter
zweigeteilt auszubilden mit einem Lüfterflügel
tragenden Bauteil, das mit der Spannrolle auf einfacher Weise, beispielsweise
durch Klemmwirkung, Verrasten oder Kleben fest verbunden ist. Damit
sind auch Lüfter mit komplizierter gestalteten Lüfterflügeln
herstellbar. Der Vorteil der zweiteiligen Bauform besteht darin,
dass gleich geformte Spannrollen mit unterschiedlichen Lüfterrädern
ausgerüstet werden können. Es besteht somit die
Möglichkeit bei Verwendung gleicher Spannrollen einen für
unterschiedliche Aufgaben geeigneten Lüfter herzustellen. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass komplizierter gestaltete Lüfter
herstellbar sind, die mit einem vertretbaren Aufwand einstückig
nicht gefertigt werden können.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, eine Luftleiteinrichtung
so anzuordnen, dass die vom Lüfter erzeugte Luftströmung
beeinflussbar ist. Bevorzugt ist die Luftleiteinrichtung auf der
Achse der Spannrolle beispielsweise durch Klemmverbindung fest angeordnet.
Durch das Zusammenwirken von Lüfter und Luftleiteinrichtung kann
in vorteilhafter Weise eine Bündelung und gezielte Ausrichtung
der Luftströmung erreicht werden.
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Weiter
bevorzugt weist die Luftleiteinrichtung eine oder mehrere Rastnasen
und die Achse der Spannrolle eine oder mehrere dazu korrespondierende
Ausnehmungen auf. So sind die Luftleiteinrichtung und die Spannrolle
einfach und sicher miteinander verbindbar. Weiter bevorzugt weist
die Luftleiteinrichtung eine Rastnase und die Achse der Spannrolle mehrere
dazu korrespondierende Längsnuten auf.
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Ebenfalls
bevorzugt ist im erfindungsgemäßen Wäschetrockner
die Wäschetrommel (über ein zwischengeschaltetes
Vorgelege von dem Motor antreibbar. Dies gewährt eine besondere
Flexibilität bei der Auswahl des Motors.
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Die
Erfindung ist insbesondere geeignet für einen Kondensationswäschetrockner,
der einen geschlossenen Prozessluftkreis enthält und zusätzlich mit
einer Heizung zur Erwärmung der Prozessluft, die mittels
eines Gebläses über das zu trocknende Waschgut
geführt wird, und einem Luft-Luft-Wärmetauscher
zur Entfeuchtung der Prozessluft versehen ist. Ein Kondensationstrockner,
der sowohl einen Luft-Luft-Wärmetauscher als auch eine
Wärmepumpe aufweist, wird als Hybridtrockner bezeichnet.
Er zeichnet sich durch einen sehr hohen Wirkungsgrad aus.
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Die
Erfindung ist allerdings nicht beschränkt auf einen als
Kondensationstrockner ausgebildeten Wäschetrockner. Es
ist sehr wohl möglich und vorteilhaft, die Erfindung an
einem mit einer Wärmepumpe (sowie evtl. einer zusätzlichen
Heizung und einem zusätzlichen Wärmetauscher)
ausgestatteten Ablufttrockner zu realisieren. Dies bedeutet insbesondere,
dass der Prozessluftkreis erfindungsgemäß nicht
notwendigerweise wie in einem Kondensationstrockner geschlossen
sein muss.
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Die
Wärmepumpe im erfindungsgemäßen Wäschetrockner
jedweder Ausbildung ist vorzugsweise eine sogenannte Kompressor-Wärmepumpe. Dabei
ist die Wärmepumpe eingerichtet zum Zirkulieren eines Kältemittels
durch die als ein Verdampfer für das Kältemittel
ausgebildete Wärmesenke, die als ein Kompressor für
das Kältemittel ausgebildete Wärmetransporteinrichtung,
die als ein Verflüssiger für das Kältemittel
ausgebildete Wärmequelle sowie eine Drossel. Somit wird
das Kältemittel in dieser Wärmepumpe zyklisch
unter Abgabe von Wärme verflüssigt und unter Aufnahme
von Wärme verdampft, wobei das Verdampfen bei einer geringeren Temperatur
als das Verflüssigen geschieht. Dies bewirkt die als Kompressor
ausgebildete Wärmetransporteinrichtung sowie eine insbesondere
als Blende, Kapillare oder Ventil ausgebildete Drossel, durch welche
verflüssigtes Kältemittel vom Verflüssigen zum
Verdampfer fließt. Als Kältemittel dient insbesondere
ein Agens ausgewählt aus der Gruppe umfassend die bekannten
fluorierten Kohlenwasserstoffe R134a und 152a, die bekannten Gemische
fluorierter Kohlenwasserstoffe R407C und R410A sowie Propan (R290)
und Kohlendioxid (R744).
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Der
erfindungsgemäße Lüfter und weitere Ausgestaltungen,
sowie die daraus resultierenden vorteilhaften Wirkungen, werden
nachstehend unter Hinzuziehung der aufgeführten Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
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1:
die Antriebseinheit eines Wäschetrockners;
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2:
eine Funktionsdarstellung eines Wäschetrockners;
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3:
die Spannrolle;
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4:
die Spannrolle mit Lüfterrad; und
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5:
Spannrolle mit Luftleiteinrichtung.
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Die
Antriebseinheit in 1 zum Antrieb der ausschnittsweise
angedeuteten Wäschetrommel 13 weist einen Antriebsmotor 1 auf,
ein Vorgelege 5 zur Untersetzung der Motordrehzahl und
eine Spannvorrichtung für den Antriebsriemen 10.
Der Motor 1 zum Antreiben der Trommel 13 und der
nicht dargestellten Gebläse für die Prozessluft
und die Kühlluft ist über Schwingungsdämpfer
fest mit dem Gehäuse des Wäschetrockners verbunden.
Die Drehbewegung des Motors 1 wird mittels der Kraftübertragungsriemen 12, 10 über
das Vorgelege 5 auf die Trommel 13 übertragen.
Das Vorgelege 5 weist eine große Riemenscheibe 8 und
ein Vorgelegeritzel 7 auf, die auf einer gemeinsamen Achse
fest angeordnet sind. Die Achse wird einseitig gehalten von einem
Haltearm 6, der mit dem Lagerschild des Motors 1 fest
verbunden ist.
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Die
Spannvorrichtung besteht aus einem verschwenkbaren, einseitig angelenkten
Tragarm 3 mit einer Achse 4 am freiem Ende, auf
der eine Spannrolle 2 drehbar angeordnet ist und einem
Federelement 9, das sich auf der einen Seite am Gehäuse
abstützt und auf der anderen Seite mit dem verschwenkbaren
Tragarm 3 im Eingriff ist. Durch diese Vorrichtung wird
der Antriebsriemen 10 ausreichend gespannt.
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2 zeigt
die Funktionsdarstellung eines Hybrid-Wäschetrockners.
Die Trommel 13 zur Aufnahme des Waschguts ist drehbar gelagert
durch einen Drehzapfen 16 und frontseitig durch eine Aufnahme
im Lagerschild 11. Die Waschguteingabe und -entnahme erfolgt über
die frontseitige Tür 14, die Programmauswahl durch
den Nutzer erfolgt über die Konsole 15.
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Die
Prozessluft 26 wird in einem geschlossenen Kreislauf geführt.
Die Bewegungsrichtung der Prozessluft 26 ist durch Pfeile
gekennzeichnet. Der geschlossene Prozessluftkreis 26 enthält
eine Heizung 21 zur Erwärmung der Prozessluft 26,
die mittels eines Gebläses 19 über das
zu trocknende Waschgut in der Trommel 13 geführt
wird und einen Luft-Luft-Wärmetauscher 17 zur
Entfeuchtung der Prozessluft 26. Ein zweites Gebläse 18 saugt
Kühlluft 27 von außen an und führt
die im Luft-Luft-Wärmetauscher 17 erwärmte
Luft 27 nach außen ab. Die für einen
Hybridtrockner typische Wärmepumpe weist einen Verdampfer 24,
einen Kompressor 23, einen Verflüssiger 22 und
eine Drossel 25 auf, sowie einen Lüfter 20 zur
Kühlung des Kompressors 23.
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Um
die Zeichnungen zu vereinfachen, sind lediglich die vorliegend zum
Verständnis dienenden Funktionsteile dargestellt. Konstruktive
Details der Spannvorrichtung in 1 und des
Lüfters 20 in 2 sind deshalb
nicht dargestellt.
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Wie
aus der 1 erkennbar ist die Spannrolle 2 als
Lüfter 20 ausgebildet. Die Spannrolle 2 ist ein
Kunststoffteil mit angeformten Lüfterlamellen 29 auf
einer der Stirnseiten. Die Lamellen 29 weisen im Beispiel
eine einfache Form auf. In dieser oder in einer ähnlich
einfachen Ausführungsform ist die Spannrolle 2 als
einstückiges Spritzgussteil herstellbar (s. 3).
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Bei
eingeschaltetem Motor 1 wird die Spannrolle 2 über
den Antriebsriemen 10 zwangsweise in Drehbewegung versetzt.
Die Drehgeschwindigkeit der Spannrolle 2 hängt
unter sonst gleichen Bedingungen von deren Durchmesser ab. Durch
den Einsatz verschieden großer Spannrollen kann somit deren
Drehzahl variiert werden. Damit und durch die Anzahl sowie die unterschiedlichen
Formen der angeformten Lamellen 29 kann die Leistung des
Lüfters 20 variiert und an die speziellen Erfordernisse
unterschiedlicher Trockner angepasst werden. Da die konstruktive
Auslegung der Spannvorrichtung und deren räumliche Anordnung
zumindest in Grenzen variabel gestaltet werden kann, ergibt sich
daraus eine zusätzliche Möglichkeit den Lüfterstrom
im Geräteinneren zu variieren.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel können an der
Frontseite der großen Riemenscheibe 8 Lamellen
angeformt sein. Die Riemenscheibe 8 mit angeformten Lamellen 29 kann
als zusätzlicher Lüfter 20 oder an Stelle
der Spannrolle 2 als Lüfter 20 eingesetzt
werden. Bei einer denkbaren anderen Konstruktion des Vorgeleges 5,
bei dem das Ritzel 7 an einem freien Ende der Achse angeordnet
ist, kann auch das Ritzel 7 als Lüfter 20 ausgebildet
sein.
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4 zeigt
ein Beispiel des Lüfters 20 in einer zweigeteilten
Ausführungsform. Das Lüfterrad 28 als
das die Lüfterflügel 29 tragende Bauteil
ist mit der Spannrolle 2 durch Verrasten fest verbunden.
Als Befestigungsmittel sind am Innenrand Rastnasen 30 angeformt,
die mit Ausnehmungen 31 in der Spannrolle 2 korrespondieren.
Die Lüfterflügel 29 sind dreidimensional
gekrümmt. Die spezielle Form ist auf die Drehgeschwindigkeit
der Spannrolle 2 abgestimmt, um die Stärke der
erzeugten Luftströmung zu optimieren.
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Bei
einer in 5 dargestellten Ausführungsform
ist der Lüfter 20 ebenfalls zweigeteilt ausgeführt.
Wie im Beispiel in 3 weist die Spannrolle 2 Lamellen 29 auf,
die beim Spritzgießen der Spannrolle 2 angeformt
sind. Die Lamellen 29 weisen eine gebogene Form auf und
sind senkrecht zur Stirnfläche ausgerichtet. Die Achse 4 zur
Aufnahme der Spannrolle 2 ist verlängert und weist
an seinem Ende eine axiale Längsnut 34 auf. Eine
zweite, gestrichelt gezeichnete Längsnut 35 ist
ein Hinweis darauf, dass weitere axiale Längsnuten vorhanden
sein können.
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Auf
das verlängerte Ende der Achse 4 ist die Leiteinrichtung 33 zur
Bündelung und Ausrichtung der Luftströmung 32 aufgesteckt.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Leiteinrichtung 33 durch Klemmverbindung
mit der Achse 4 der Spannrolle 2 drehfest verbunden.
Um die Montage zu erleichtern sind die Innenfläche und
die Rastnase 30 an der offenen Seite der Leiteinrichtung 33 leicht
konisch geformt. Die Spannrolle 2 mit den angeformten Lamellen 29 bildet
im Zusammenwirken mit der im Ausführungsbeispiel speziell
ausgebildeten Leiteinrichtung 33 einen beinahe geschlossenen
Radiallüfter. Die Anordnung der Rastnase 30 und
die die Anordnung der dazu korrespondierenden Längsnut 34 in
der Achse 4 bestimmen die Richtung der erzeugten Luftströmung 32.
Durch unterschiedliche Anordnung der Längsnut 34 und/oder
der Rastnase 30 kann der erzeugte Luftstrom 32 in
seiner axialen Ausrichtung beliebig über 360 Grad variiert
werden.
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Eine
Standardisierung der Winkelausrichtung ist in einfacher Weise dadurch
erreichbar, dass mehrere Längsnuten 35, wie in 5 angedeutet,
in die Achse 4 eingeformt sind. Damit lassen sich unter Verwendung
der gleichen Achse 4 und der gleichen Leiteinrichtung 29 Lüfter 20 herstellen,
deren Strömungsrichtung in Stufen, beispielsweise um einen Drehwinkel
von 30 Grad, veränderbar sind. Eine derartig gestufte Strömungsausrichtung
ist praktisch für alle relevanten Anwendungsfälle
vollkommen ausreichend.
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Die
hier im Detail dargestellten Lüfter 20 sind nicht
auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
Sie stellen nur Beispiele einer Vielzahl von konstruktiven Ausgestaltungsmöglichkeiten
dar. Der Einsatz des Lüfters 20 ist nicht auf
die Kühlung des Kompressors 23 beschränkt,
er kann beispielsweise auch zur Kühlung des Motors 1 oder
als zusätzliche Kühlung für den Luft-Luft-Wärmetauschers 17 verwendet
werden.
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- 1
- Antriebsmotor
- 2
- Spannrolle
- 3
- Tragarm
- 4
- Achse
- 5
- Vorgelege
- 6
- Haltearm
- 7
- Vorgelegeritzel
- 8
- große
Riemenscheibe
- 9
- Federelement
- 10
- Antriebsriemen
- 11
- Aufnahme
im Lagerschild
- 12
- Vorgelegeriemen
- 13
- Wäschetrommel
- 14
- Tür
- 15
- Konsole
- 16
- Trommelachse
- 17
- Luft-Luft-Wärmetauscher
- 18
- Kühlluftgebläse
- 19
- Prozessluftgebläse
- 20
- Lüfter
- 21
- Heizung
- 22
- Verflüssiger
- 23
- Kompressor
- 24
- Verdampfer
- 25
- Drossel
- 26
- Prozessluftkreis
- 27
- Kühlluft
- 28
- Lüfterrad
- 29
- Lüfterflügel/Lamellen
- 30
- Rastnase
- 31
- Ausnehmung
- 32
- Luftströmung
- 33
- Luftleiteinrichtung
- 34
- Längsnut
- 35
- Längsnut
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19853239
A1 [0005]
- - DE 102007016077 A1 [0006]
- - EP 1209277 B1 [0006]