DE102013008435A1

DE102013008435A1 - Verfahren und Vorrichtung zum direkten Aufheizen von Flüssigkeiten zur Nassbehandlung von insbesondere Wäschestücken mit Dampf

Info

Publication number: DE102013008435A1
Application number: DE102013008435.0A
Authority: DE
Inventors: Engelbert Heinz; Wilhelm Bringewatt; Jürgen Hildebrand
Original assignee: Herbert Kannegiesser GmbH and Co
Current assignee: Herbert Kannegiesser GmbH and Co
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2014-11-20
Also published as: EP2803760A2; EP2803760A3; EP2803760B1

Abstract

Flüssigkeiten zum Nassbehandeln von Wäschestücken werden vielfach mit Dampf aufgeheizt. Dazu wird der Dampf mit hoher Geschwindigkeit durch eine Düse (30) der aufzuheizenden Flüssigkeit direkt zugeführt. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit, mit der der Dampf in die aufgeheizte Flüssigkeit einströmt, entstehen starke Geräusche sowie Schwingungen und Vibrationen. Um mindestens die Geräusche zu reduzieren, ist es bereits bekannt, zusätzlich Druckluft zuzuführen. Das verschlechtert den Wärmeübergang. Die Erfindung sieht es vor, in die Düse (30) eine kleine Menge der aufzuheizenden Flüssigkeit einzusaugen und dadurch in der Düse (30) ein Kondensat-Dampfgemisch zu bilden. Alternativ oder zusätzlich kann hinter der Düse (30) ein Strömungsteiler vorgesehen sein, der die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfs bzw. Dampf-Kondensatgemisches erhöht. Hierdurch und/oder durch die Bildung eines Dampf-Kondensatgemisches in der Düse (30) werden die Geräuschentwicklung beim Einleiten des Dampfs in die aufzuheizende Flüssigkeit sowie Schwingungen und Vibrationen ohne die Zufuhr von Druckluft verringert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum direkten Aufheizen einer Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 5. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum direkten Aufheizen einer Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 bzw. 11.
Flüssigkeiten zum Nachbehandeln, insbesondere Waschen, von Wäschestücken in gewerblichen Wäschereien werden unter anderem mittels Dampf aufgeheizt. Mit Dampf können relativ große Mengen von Flüssigkeiten, wie sie in gewerblichen Wäschereien benötigt werden, rasch aufgeheizt werden.
Es ist bekannt, den Dampf den aufzuheizenden Flüssigkeiten über Düsen zuzuführen. Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Dampfs, die von solchen Düsen erzeugt werden, kommt es bei der Zufuhr von Dampf zu den aufzuheizenden Flüssigkeiten zu einer unerwünscht hohen Geräuschentwicklung. Außerdem entstehen Schwingungen sowie Vibrationen, die die Geräuschentwicklung verstärken.
Es ist schon bekannt, zur Verringerung der Geräuschentwicklung beim Zuführen von Dampf zu den aufzuheizenden Flüssigkeiten durch Düsen Druckluft einzusetzen. Das führt zu einem verschlechterten Wärmeübergang vom Dampf zu den aufzuheizenden Flüssigkeiten, was mit einer Energievernichtung verbunden ist. Außerdem sind die Kosten für Druckluft nicht unerheblich. Schließlich wird die Geräuschentwicklung durch das Zuführen von Druckluft nur minimal reduziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum direkten Aufheizen von zur Nassbehandlung, insbesondere Waschen, von Wäschestücken verwendeten Flüssigkeiten mittels Dampf zu schaffen, die die Geräuschentwicklung ohne die Zufuhr von Druckluft deutlich reduzieren.
Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Gemäß diesem Verfahren ist es vorgesehen, eine Teilmenge der aufzuheizenden Flüssigkeit in die Düse einzusaugen. Es reicht, nur eine relativ geringe Teilmenge der aufzuheizenden Flüssigkeit in die Düse einzusagen. Durch das Einsaugen von Teilmengen der Flüssigkeit in die Düse kommt es zu einer wirksamen Vermischung der eingesaugten Flüssigkeit mit dem Dampf, vorzugsweise dem in der Düse beschleunigten Dampf, wobei in der Düse ein Kondensat-Dampfgemisch erzeugt wird. Das Kondensat in Form einer sehr großen Anzahl erhitzter Wasserteilchen führt zur wirksamen Reduzierung der Geräuschentwicklung beim Einleiten des Dampfs, der vorzugsweise mit Überschallgeschwindigkeit durch die Düse strömt oder von der Düse auf Überschallgeschwindigkeit gebracht wird. Auch reduziert der viele erhitzten Wasserteilchen enthaltende Dampf Schwingungen und Vibrationen, was auch zur Geräuschreduzierung beiträgt.
Bevorzugt wird die Teilmenge der aufzuheizenden Flüssigkeit hinter dem engsten Querschnitt der Düse von derselben angesaugt bzw. in die Düse eingesaugt. Hinter dem engsten Querschnitt der Düse wird der Querschnitt des Dampfstroms allmählich vergrößert, der Dampf also entspannt. Dabei kommt es zu einer besonders wirksamen Vermengung oder Vermischung der dem Dampf zugeführten, aufzuheizenden Flüssigkeit mit dem Dampf. Es wird dadurch hinter der engsten Stelle der Düse besonders wirksam ein Kondensat-Dampfgemisch erzeugt, wobei die entstehenden erhitzten Flüssigkeitsteilchen weitestgehend gleichmäßig über den Querschnitt des Dampfstroms verteilt sind.
Die Einleitung der zu erhitzenden Flüssigkeit hinter dem engsten Querschnitt der Düse bezieht sich auf die Strömungsrichtung des Dampfs durch die Düse, wobei die Angabe ”hinter” sich auf denjenigen Bereich der Düse bezieht, der zwischen dem engsten Querschnitt derselben und dem Ende der Düse liegt, aus der der Dampf austritt. Wenn von ”vor” dem engsten Querschnitt gesprochen wird, ist damit derjenige Bereich der Düse gemeint, der zwischen dem engsten Querschnitt und dem Anfang der Düse liegt, wo der Dampf in die Düse eintritt. Wenn im Folgenden ”vorn” und ”hinten” verwendet wird, ist das stets bezogen auf die Strömungsrichtung des Dampfs, auch wenn das der Einfachheit halber nicht stets erwähnt ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist es vorgesehen, durch ein auf die Düse folgendes Mündungsstück zusätzlich Flüssigkeit anzusaugen bzw. einzusaugen. Das Mündungsstück verlängert somit die Düse, indem auch das Mündungsstück vom Dampf durchströmt wird. Das Mündungsstück kann funktionell als zur Düse gehörend angesehen werden. Durch die zusätzliche Einsaugung von aufzuheizender Flüssigkeit in das Mündungsstück wird auch im Mündungsstück eine geringe Teilmenge aufzuheizender Flüssigkeit mit dem Dampf vermischt zur Vergrößerung des Kondensat-Dampfgemisches mit erhitzten Wasserteilen. Diese Weiterbildung des Verfahrens sieht somit eine Verlängerung der Strecke vor, entlang derer die aufzuheizende Flüssigkeit mit dem Dampf, der durch die Düse und das Mündungsstück strömt, vermischt wird. Es kommt so zu einer besonders intensiven Vermischung des Dampfs mit einem kleinen Teil der aufzuheizender Flüssigkeit, wobei durch die Verlängerung der Mischstrecke eine größere Menge aufzuheizender Flüssigkeit mit dem Dampf vermischt werden kann. Während im hinteren Teil der eigentlichen Düse aufzuheizende Flüssigkeit bei einer Aufweitung des Dampfstrahls und einer Entspannung des Dampfs angesaugt wird, bleibt im vorzugsweise zylindrischen Mündungsstück der Querschnitt des Dampfstrahls bei der längs des Mündungsstücks erfolgenden Ansaugung aufzuheizender Flüssigkeit im Querschnitt konstant. Es findet dadurch im Bereich des Mündungsstücks ein Vermischen aufzuheizender Flüssigkeit mit nicht weiter entspanntem Dampf statt.
Es ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, die aufzuheizende Flüssigkeit aus einem Ringspalt um mindestens einen hinteren Teil der Düse und/oder des Mündungsstücks in die Düse und/oder das Mündungsstück einzusaugen. Im Ringspalt ist ein besonders wirksames und gleichmäßiges Ansaugen bzw. Einsaugen der aufzuheizenden Flüssigkeit in die Düse bzw. das Mündungsstück gewährleistet, weil im Ringspalt bzw. Ringraum um die Düse und das Mündungsstück vom durch diese mit hoher Geschwindigkeit, vorzugsweise Überschallgeschwindigkeit, strömenden Dampf ein Unterdruck erzeugt wird.
Ein weiteres Verfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, wobei es sich um eine bevorzugte Weiterentwicklung des zuvor beschriebenen Verfahrens handeln kann, weist die Maßnahmen des Anspruchs 5 auf. Demnach ist vorgesehen, den aus der Düse austretenden Dampf oder ein Kondensat-Dampfgemisch zu teilen. Der Dampfstrom bzw. der Kondensat-Dampfgemischstrom werden dadurch in mindestens zwei, gegebenenfalls aber auch mehrere, Teilströme aufgeteilt. Dabei kommt es gleichzeitig zu einer Querschnittsveränderung. Die Folge ist, dass aus der Düse nur kleinste Dampfstrahlen ausgestoßen werden und/oder eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit stattfindet. Hierdurch kommt es überraschenderweise zu einer (weiteren) Reduzierung der Geräusche und/oder Schwingungen bzw. Vibrationen. Das gilt vor allem dann, wenn das zuvor gebildete Kondensat-Dampfgemisch aufgeteilt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht es vor, dass hinter der Düse eine Aufteilung erfolgt. Hier ist die Aufteilung besonders wirksam, nachdem zuvor das Kondensat-Dampfgemisch erzeugt worden ist.
Eine Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf. Bei dieser Vorrichtung weist die Düse radial-gerichtete Durchgangsöffnungen, vorzugsweise Durchgangsbohrungen, die gegebenenfalls auch düsenartig ausgebildet sein können, auf. Die Durchgangsöffnungen und Durchgangsbohrungen schaffen bevorzugt eine Verbindung des die Düse mindestens teilweise umgebenden Ringraums mit einer inneren Düsenbohrung in der Düse. Auf diese Weise können durch die Durchgangsöffnungen oder Durchgangsbohrungen von außen aufzuheizende Flüssigkeiten der Düsenbohrung zugeführt werden, indem sie beim Durchströmen der Düsenbohrung von Dampf durch die Durchgangsöffnungen bzw. Durchgangsbohrungen aus dem Ringraum angesaugt werden. Dadurch wird die mindestens eine aufzuheizende Flüssigkeit in die Düsenbohrung eingesaugt und in dieser mit dem Dampf zu einem Kondensat-Dampfgemisch aus vielen erhitzten Wasserteilen vermischt. Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit, vorzugsweise Überschallgeschwindigkeit, des Dampfs durch die Düse wird die Flüssigkeit wirksam und gleichmäßig mit dem Dampf vermischt.
Bevorzugt ist die Vorrichtung derart weitergebildet, dass die Durchgangsöffnungen in einem auf den engsten Querschnitt der Düsenbohrung folgenden hinteren Bereich der Wandung der Düse angeordnet sind. Die Vermischung des Dampfs mit aufzuwärmender Flüssigkeit erfolgt dadurch nach der maximalen Beschleunigung des Dampfs in der Düse, vorzugsweise wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfs hinter dem engsten Querschnitt der Düsenbohrung wieder abnimmt und der Dampf entspannt wird. So ist eine besonders wirksame und gleichmäßige Vermischung des Dampfs mit der aufzuheizenden Flüssigkeit gewährleistet. Die vorzugsweise als Durchgangsbohrungen, gegebenenfalls auch als Düsen ausgebildeten Durchgangsöffnungen sind weiterhin bevorzugt gleichmäßig über die Wandung des hinteren Bereichs der Düse verteilt angeordnet, und zwar gegebenenfalls in mehreren in Strömungsrichtung des Dampfs durch die Düse aufeinanderfolgenden Ringen. Dadurch wird über eine längere Strecke der Dampf mit aufzuheizender Flüssigkeit vermischt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht es vor, hinter einem austrittsseitigen Ende der Düse ein vorzugsweise zylindrisches Mündungsstück anzuordnen. Das Mündungsstück ist auch mit radial-gerichteten Durchgangsöffnungen oder Durchgangsbohrungen versehen, die vorteilhafterweise gleichmäßig über den zylindrischen Umfang des Mündungsstücks verteilt angeordnet sind. Insbesondere sind die Durchgangsöffnungen oder Durchgangsbohrungen, bei denen es sich auch um Düsen handeln kann, in Umfangsrichtung und über die ganze Länge des zylindrischen Mantels des Mündungsstücks gleichmäßig verteilt angeordnet zur Bildung eines gleichmäßigen Rasters an Durchgangsöffnungen oder Durchgangsbohrungen im Mündungsstück. Dadurch kann gegebenenfalls über die gesamte Länge des Mündungsstücks Dampf in das Innere desselben vom dieses durchströmenden Dampf eingesaugt und mit dem Dampf vermischt werden zu einem Kondensat-Dampfgemisch mit einer Vielzahl kleiner erhitzter Flüssigkeitspartikel und/oder kleinster Dampfblasen. Das trägt auch zur Reduzierung der Geräuschentwicklung beim Einströmen von Dampf in die aufzuheizende Flüssigkeit bei. Es werden so außerdem Schwingungen und Vibrationen mindestens reduziert, wenn der Dampf mit hoher Geschwindigkeit, insbesondere Überschallgeschwindigkeit, durch die Düse und das Mündungsstück hindurchströmt.
Es ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, im Bereich des Mündungsstücks den Ringraum zwischen dem Mischrohr und dem Mündungsstück fortzusetzen und alternativ oder zusätzlich das Mündungsstück mit einem solchen zylindrischen Innendurchmesser zu versehen, der etwa dem kreisförmigen Querschnitt der Düsenbohrung am austrittsseitigen hinteren Ende der Düse entspricht. Durch den sich auch im Bereich des Mischrohrs erstreckenden Ringraum kann der durch das Mündungsstück mit hoher Geschwindigkeit hindurchströmende Dampf einen Unterdruck im Ringraum erzeugen, wodurch wirksam aufzuheizende Flüssigkeit in geringen Mengen aus dem Ringraum in das Mündungsstück vom dieses mit hoher Geschwindigkeit durchströmenden Dampf eingesaugt werden kann. Indem der Innendurchmesser des Mündungsstücks etwa dem größten Querschnitt am hinteren Ende der Düsenbohrung der Düse entspricht, durchströmt der Dampf das Mündungsstück mit der gleichen Geschwindigkeit, womit er aus der Düse austritt, was auch ein wirksames Ansaugen von aufzuheizender Flüssigkeit aus dem Ringraum und eine wirksame Mischung der in das Mündungsstück eingesaugten Flüssigkeit mit dem Dampf herbeiführt.
Eine weitere Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, wobei es sich auch um eine bevorzugte Weiterbildung der zuvor beschriebenen Vorrichtung handeln kann, weist die Merkmale des Anspruchs 11 auf. Demnach ist in Strömungsrichtung des Dampfs durch die Düse gesehen mindestens ein Strömungsteiler vorgesehen. Durch den Strömungsteiler wird eine Aufteilung des Dampf-Kondensatgemischs erreicht, wodurch noch kleinere oder kleinste Dampfblasen entstehen. Bevorzugt wird vom Strömungsteiler eine Querschnittsverengung im Mündungsstück bzw. Mischrohr herbeigeführt, was zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit beiträgt und zu schnellströmenden Teilströmen führt, die die eingesaugte Flüssigkeit in eine große Anzahl feinster Teilchen zerstäuben, wodurch der Anteil des Kondensats im Kondensat-Dampfgemisch stark zunimmt.
Vorzugsweise ist mindestens ein Strömungsteiler einem dampfaustrittsseitigen, hinteren Endbereich des Mischrohrs zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, wenigstens einen Strömungsteiler hinten im Mündungsstück vorzusehen. Durch den mindestens einen Strömungsteiler ist eine Aufteilung des Dampf-Kondensatgemischs im hinteren Endbereich der Vorrichtung möglich, und zwar gegebenenfalls mehrfach. Die Aufteilung erfolgt, bevor oder kurz bevor das Dampf-Kondensatgemisch dem Großteil der aufzuheizenden Flüssigkeit zugeführt wird. Dadurch wird eine Geräuschentwicklung beim Auftreffen des Kondensat-Dampfgemisches auf die noch aufzuheizende Flüssigkeit deutlich reduziert, ohne dass eine Drosselung der Dampfzufuhr erforderlich wäre.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht es vor, den mindestens einen Strömungsteiler als einen sich diametral durch den Endbereich des Mischrohrs oder des Mündungsstücks erstreckenden Einbau, vorzugsweise einen plattenartigen Einbau, auszubilden. Gegebenenfalls kann dieser plattenartige Einbau in Strömungsrichtung des Dampfs bzw. des Dampf-Kondensatgemischs durch das Mündungsstück bzw. des darauffolgenden hinteren Teils des Mischrohrs verbreiternd ausgebildet sein. Das trägt zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des das Mischrohr bzw. das Mündungsstück verlassenden Dampf-Kondensatgemischs und zur feineren Zerstäubung des Kondensats im Dampf sowie eine signifikante Zunahme des Kondensatanteils im Dampf bei.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Durchlaufwaschmaschine mit mindestens einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 einen Querschnitt durch die Durchlaufwaschmaschine im Bereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
3 einen mittigen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit einer überwiegend in gewerblichen Wäschereien eingesetzten Durchlaufwaschmaschine 10 beschrieben und erläutert. In der Durchlaufwaschmaschine 10 werden nur in der 2 schematisch dargestellte Wäschestücke 11 postenweise gewaschen, gespült und gegebenenfalls nachbehandelt.
Die Durchlaufwaschmaschine 10 verfügt über eine längliche, zylindrische Trommel 12, die um eine horizontale Längsmittelachse 13 drehend antreibbar ist. Die Trommel 12 der Durchlaufwaschmaschine 10 ist unterteilt in verschiedene Zonen, und zwar eine Vorwaschzone 14, eine Klarwaschzone 15 und eine Spülzone 16, worin gegebenenfalls eine Nachbehandlungszone integriert sein kann. Die Vorwaschzone 14, die Klarwaschzone 15 und die Spülzone 16 sind gebildet aus mehreren entlang der Längsmittelachse 13 der Trommel 12 aufeinanderfolgende Kammern 17. Die einzelnen Kammern 17 können gleich lang, aber auch unterschiedlich lang ausgebildet sein. Die Anzahl der aufeinanderfolgenden Kammern 17 pro Zone kann nach Größe und Leistungsfähigkeit der Durchlaufwaschmaschine 10 variieren. Dazu kann die Durchlaufwaschmaschine 10 eine größere oder kleinere Anzahl von Kammern 17 aufweisen als im Beispiel der 1 dargestellt. Die Kammern 17 sind in der durchgehenden zylindrischen Trommel 12 gebildet durch quergerichtete Trennwände 18 mit einer mittigen oder außermittigen Öffnung.
Vor einem in der 1 linken Eingabeende der Durchlaufwaschmaschine 10 ist ein Eingabetrichter 19 angeordnet, worüber die zu waschenden Wäschestücke 11 in die Trommel 12 der Durchlaufwaschmaschine 10 gelangen. Am gegenüberliegenden, in der 1 rechten, Ausgabeende weist die Durchlaufwaschmaschine 10 eine Ausgaberutsche 20 auf. Über diese werden gewaschene, gespülte und gegebenenfalls nachbehandelte Wäschestücke 11 zum Beispiel zu einer nicht gezeigten Nachbehandlungseinrichtung geführt.
Die Wäschestücke 11 werden postenweise über den Eingabetrichter 19 in die erste Kammer 17 der Vorwaschzone 14 geladen und nach Abschluss der Behandlung in der jeweiligen Kammer 17 in die nachfolgende Kammer durch einen entsprechenden drehenden Antrieb der Trommel 12 umgeladen. Auf diese Weise durchlaufen die Wäschestücke 11 postenweise nacheinander alle aufeinanderfolgenden Kammern 17 der Durchlaufwaschmaschine 10 in Behandlungsrichtung 21.
Die im Bereich einiger Kammern 17 mindestens teilweise flüssigkeitsdurchlässige Trommel 12 ist umgeben von einer flüssigkeitsdichten Außentrommel 22. Jede Außentrommel 22 weist in einem unteren Bereich einen quaderförmigen, wasserdichten Anschlusskasten 23 auf. Der Bodenbereich der jeweiligen Außentrommel 22 wird auf diese Weise durch den Anschlusskasten 23 nach unten hin erweitert zur Bildung eines Sumpfes, in dem sich die Behandlungsflüssigkeit in der betreffenden und von der Außentrommel 22 umgebenden Kammer 17 sammelt.
Während die Trommel 12 vollständig umlaufend oder auch nur mit hin- und hergehenden (schwenkenden) Teilkreisbewegungen antreibbar ist, sind die Außentrommeln 22 mit den Anschlusskästen 23 ortsfest mit einem Gestell 24 der Durchlaufwaschmaschine 10 verbunden. Die Außentrommeln 22 und ihre Anschlusskästen 23 sind somit stillstehend.
Die 2 und 3 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung zum direkten Aufheizen der Flüssigkeit in der jeweiligen Außentrommel 22, insbesondere im Anschlusskasten 23 derselben, mittels Dampf. Mindestens eine solche Vorrichtung ist dem Anschlusskasten 23 jeder Außentrommel 22 zugeordnet.
Die gezeigte Vorrichtung ist durch eine aufrechte Seitenwandung 25 des jeweiligen Anschlusskastens 23 horizontal gerichtet hindurchgeführt und in dieser flüssigkeitsdicht befestigt. Eine Längsmittelachse 26 der Vorrichtung verläuft dadurch im gezeigten Ausführungsbeispiel horizontal. Außenseitig an der Seitenwandung 27 ist ein Anschlussstutzen 28 zum Anschluss einer nicht gezeigten Dampfzufuhrleitung vorgesehen. Die Vorrichtung wird vom Dampf entlang ihrer Längsmittelachse 26 in Strömungsrichtung durchströmt, und zwar von außen in das Innere des Anschlusskastens 23 der jeweiligen Außentrommel 22. Dabei liegt diejenige Seite der Vorrichtung vorn, in die Dampf eintritt, also an Anschlussstutzen 28. Ein im Inneren des jeweiligen Anschlusskastens 23 liegendes Dampfaustrittsende bildet folglich ein hinteres Ende der Vorrichtung.
Die Vorrichtung weist im Wesentlichen eine Düse 30, ein zylindrisches Mischrohr 31, ein ebenfalls zylindrisches Mündungsstück 32 und zwei Einbauten 33, 34 auf.
Die Düse 30 ist außenseitig zylindrisch ausgebildet und mit einem Kragen 36 zum Halten und Befestigen der Düse 30 beispielsweise am Anschlussstutzen 28 versehen. Eine durchgehende innere Düsenbohrung 37 im Inneren der Düse 30 verfügt über einen sich in Strömungsrichtung 29 variierenden Querschnitt. Im Wesentlichen weist die Düsenbohrung 37 zwei Abschnitte auf, und zwar einen kurzen Verjüngungsabschnitt 38 und einen in Strömungsrichtung 29 darauf folgenden Erweiterungsabschnitt 39. Der Erweiterungsabschnitt 39 ist um ein Mehrfaches länger als der Verjüngungsabschnitt 38. Am Übergang zwischen dem kürzeren Verjüngungsabschnitt 38 und dem längeren Erweiterungsabschnitt 39 ist die Düsenbohrung 37 maximal eingeschnürt auf einen kleinsten zylindrischen Querschnitt. Sowohl der Verjüngungsabschnitt 38 als auch der Erweiterungsabschnitt 39 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel kegelförmig ausgebildet, wobei die Steigung des kürzeren Verjüngungsabschnitts 38 deutlich größer ist als die Steigung des längeren Erweiterungsabschnitts 39. Die beschriebene Gestaltung der Düsenbohrung 37 verleiht der Düse 30 die Gestalt einer Lavaldüse.
Im Erweiterungsabschnitt 39 ist die Düse 30 mit mehreren Durchgangsöffnungen versehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als zylindrische Durchgangsbohrungen 40 gleichen Durchmesser ausgebildet sind. Die radial gerichteten Durchgangsbohrungen 40 sind so im Mantel der Düse 30 angeordnet, das ihre Längsmittelachsen auf die Längsmittelachse 26 der Düse 30 treffen. Die Durchgangsbohrungen sind in einem gleichmäßigen Raster auf den hinteren Endbereich des Erweiterungsabschnitts 39 verteilt angeordnet. Auf diese Weise sind in Umfangsrichtung mehrere Durchgangsbohrungen 40 gleichmäßig verteilt und auch in Längsrichtung der Düse 30 mehrere Durchgangsbohrungen 40 aufeinanderfolgend angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei mit gleichen Abständen aufeinanderfolgende Ringe in mehreren gleichmäßig über den Umfang der Düse 30 verteilte Durchgangsbohrungen 40 vorgesehen. Die Abstände der Durchgangsbohrungen 40 in Umfangsrichtung und in Längsrichtung sind so getroffen, dass eine gleichmäßige Perforation im hinteren Endbereich, etwa im hinteren Drittel oder Viertel, des Erweiterungsabschnitts 39 entsteht.
Das Mischrohr 31 ist konzentrisch um die Düse 30 herum angeordnet. Das Mischrohr 31 ist länger als die Düse 30, und zwar etwa zwei bis drei Mal so lang. Der Innendurchmesser des Mischrohrs 31 entspricht etwa dem Außendurchmesser des Kragens 36 der Düse 30. Dadurch entsteht um den in Strömungsrichtung 29 gesehen sich vor dem Kragen 36 befindenden kleineren zylindrischen Teil der Düse 30 ein Ringraum 41 zwischen der Düse 30 und dem Mischrohr 31. Das Mischrohr 31 verfügt über mehrere im gezeigten Ausführungsbeispiel durch Langlöcher 42 gebildete Durchgangsöffnungen, die sich bevorzugt gegenüberliegen. Es können zwei oder auch mehr als zwei Langlöcher über den Umfang verteilt im zylindrischen Mischrohr angeordnet sein. Die Langlöcher 42 beginnen in einem hinteren Endbereich der Düse 30, nämlich dort, wo die Düse 30 mit Durchgangsbohrungen 40 versehen ist. Die Langlöcher 42 enden mit Abstand hinter der Düse 30. Im gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich etwa die Mitte jedes Langlochs 42 in der Ebene einer hinteren ringförmigen Stirnwandung 43 der Düse 30.
Der Düse 30 nachgeordnet ist das aus einem zylindrischen Rohr gebildete Mündungsstück 32. Das Mündungsstück 32 ist mit einer vorderen, ringförmigen Stirnwandung an der hinteren ringförmigen Stirnwandung 43 der Düse 30 befestigt. Der Außendurchmesser des Mündungsstücks 32 entspricht dem Außendurchmesser der Düse 30 an ihrer ringförmigen Stirnwandung 43. Der Innendurchmesser des Mündungsstücks 32 entspricht dem größten Durchmesser der Düsenbohrung 37 an ihrer hinteren ringförmigen Stirnwandung 43. Auf diese Weise ist die hintere ringförmige Stirnwandung 43 der Düse 30 deckungsgleich mit der vorderen ringförmigen Stirnwandung des Mündungsstücks 32.
Auch das Mündungsstück 32 verfügt über mehrere radial gerichtete Durchgangsöffnungen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel auch als zylindrische Durchgangsbohrungen 44 ausgebildet sind. Alle Durchgangsbohrungen 44 im Mündungsstück 32 sind gleich groß. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsbohrungen 44 im Mündungsstück 32 etwas größer als die Durchgangsbohrungen 40 in der Düse 30. Die Durchgangsbohrungen 44 im Mündungsstück 32 können aber auch gleich groß sein wie die Durchgangsbohrung 40 in der Düse 30 oder gegebenenfalls auch kleiner. Die Durchgangsbohrungen 40 sind auch gleichmäßig über die Wandung des Mündungsstücks 32 verteilt zur Bildung eines gleichmäßigen Rasters bzw. einer gleichmäßigen Perforation im Mündungsstück 32. Die Durchgangsbohrungen 44 sind über die gesamte Länge des Mündungsstücks 32 verteilt, und zwar so, dass Durchgangsbohrungen 44 gleich beabstandet in Umfangsrichtung des Mündungsstücks 32 verlaufen und in Längsrichtung des Mündungsstücks 32 aufeinanderfolgen. Aufgrund des dem Außendurchmesser der Düse 30 entsprechenden Außendurchmessers des Mündungsstücks 32 ist auch dieses vom Ringraum 41 umgeben. Die Langlöcher 42 im Mischrohr 31 erstrecken sich über einen Teilbereich des Mündungsstücks 32, und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa über die halbe vordere Länge desselben. Die Länge des Mündungsstücks 32 ist so bemessen, dass es etwa ½ bis ¾ so lang wie der Erweiterungsabschnitt 39 der Düse 30 ist, vorzugsweise etwa 2/3 so lang.
Das Mischrohr 31 ist länger als die Düse 31 und das davor angeordnete Mündungsstück 32 zusammen. Beispielsweise entspricht die Länge des Mischrohrs 31 1¼ bis 1¾ der Länge der Düse 30 und des Mündungsstücks 32. Vorzugsweise ist das Mischrohr 31 etwa 1½-fach so lang wie die Düse 30 und das Mündungsstück 32. Durch die längere Ausbildung des Mischrohrs 31 befindet sich ein Dampfaustrittsende 35 desselben in Strömungsrichtung 29 des Dampfs durch die Vorrichtung gesehen mit Abstand hinter einer hinteren ringförmigen Stirnwandung 45 des Mündungsstücks 32.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind im hinteren Endbereich des Mündungsstücks 32 und im hinteren Endbereich des Mischrohrs 31 die Einbauten 33, 34 vorgesehen. Der Einbau 33 befindet sich im hinteren Endbereich des Mündungsstücks 32. Er endet etwa bündig mit der ringförmigen Stirnwandung 45 des Mündungsstücks 32. Der Einbau 33 ist stegartig ausgebildet und erstreckt sich mittig durch das Mündungsstück 32. Die Enden des Einbaus 33 sind an gegenüberliegenden Stellen der Innenwandung des Mündungsstücks 32 befestigt. Durch den Einbau 33 wird der hintere Endbereich des Mündungsstücks 32 in zwei Teilquerschnitte etwa gleicher Größe und mit halbkreisförmigem Querschnitt aufgeteilt. Der Einbau 33 verfügt über eine vordere Spitze 46, an der der Einbau 33 angeströmt wird. Auf die Spitze 46 folgen zwei parallele oder gegebenenfalls auch in Strömungsrichtung 29 divergierende Seitenwände 47 des Einbaus 33. Das hintere Ende des Einbaus 33 schließt bündig mit der ringförmigen Stirnwandung 45 des Mündungsstücks 32 ab.
Der Einbau 34 im hinteren Endbereich des Mischrohrs 31 ist auch stegartig ausgebildet zur Aufteilung des zylindrischen Querschnitts des Mischrohrs 31 in zwei gleich große Querschnitte mit etwa halbkreisförmiger Gestalt. Eine angeströmte vordere Spitze 48 des Einbaus 34 ist fortgeführt durch zwei gegenüberliegende Seitenwände 49, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in Strömungsrichtung 29 leicht divergieren, aber eventuell auch parallel verlaufen können. Dadurch wird in Strömungsrichtung 29 gesehen vom Einbau 34 jeder der beiden etwa halbkreisförmigen Teilquerschnitte verringert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel endet der Einbau 34 nicht am kreisringförmigen Dampfaustrittsende 35 des Mischrohrs 31. Vielmehr verlaufen die Seitenwände 49 des Einbaus 34 etwas über das Dampfaustrittsende 35 hinaus, so dass sie außerhalb des Mischrohrs 31 enden.
Die Erfindung umfasst auch nicht gezeigte Abwandlungen der zuvor beschriebenen und in den 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung zum direkten Aufheizen von zum Behandeln von Wäschestücken 11 dienenden Behandlungsflüssigkeiten mit Dampf. Beispielsweise sind Vorrichtungen denkbar, die über keinen Einbau 33 bzw. 34 verfügen. Es sind auch abgewandelte Vorrichtungen denkbar, bei denen zum Beispiel nur ein Einbau 33 bzw. 34 vorgesehen ist oder das Mündungsstück 32 mit dem diesen zugeordneten Einbau 33 fehlt. Weiterhin umfasst die Erfindung auch Vorrichtungen ohne Durchgangsbohrungen 40 im Mantel der Düse 30 und/oder ohne Durchgangsbohrungen 44 im Mantel des Mündungsstücks 32. Schließlich ist auch eine Vorrichtung denkbar, bei der das Mündungsstück 32 mit den Durchgangsbohrungen 44 und dem Einbau 33 fehlt und nur der Endbereich der Düse 30 mit radialen Durchgangsbohrungen 40 versehen ist und/oder der hintere Endbereich des Mischrohrs 31 mit dem Einbau 34 versehen ist.
Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Verfahren anhand der in den 1 bis 3 dargestellten und zuvor beschriebenen Vorrichtung näher erläutert:
Das direkte Aufheizen der Flüssigkeit in der eine Außentrommel 22 aufweisenden Kammer 17 der Durchlaufwaschmaschine 10 mit Dampf erfolgt durch Einleiten des Dampfs über den Anschlussstutzen 28 in die Düse 30 der Vorrichtung. Der Dampf durchströmt dabei in Strömungsrichtung 29 zunächst die Düse 30. Dabei wird der Dampf zunächst bis zum engsten Querschnitt der Düse 30 beschleunigt und gegebenenfalls dabei verdichtet. Hinter der engsten Stelle der Düse 30 erfolgt ein Entspannen des Dampfs in einem kontinuierlich größer werdenden Erweiterungsabschnitt 39 der Düse 30. In der Düse 30 wird der Dampf bevorzugt auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt.
Durch die Langlöcher 42 im Mischrohr 31 strömt aufzuheizende Flüssigkeit aus dem Anschlusskasten 23 der Außentrommel 22 in das Mischrohr 31, und zwar in den Ringraum 41 zwischen dem Mischrohr 31 und der Düse 30 bzw. dem in Strömungsrichtung 29 gesehen auf die Düse 30 unmittelbar folgenden Mündungsstück 32. Aufzuheizende Flüssigkeit aus dem Ringraum 41 wird durch die radial gerichteten Durchgangsbohrungen 40 im hinteren Endbereich der Düsenbohrung 37 der Düse 30 eingesaugt. Dabei kommt es zu einer intensiven Vermischung der eingesaugten Flüssigkeit mit dem vorzugsweise mit Überschallgeschwindigkeit die Düse 30 in Strömungsrichtung 29 durchströmenden Dampf. Durch die Durchgangsbohrung 40 werden nur verhältnismäßig kleine Mengen von Flüssigkeiten eingesaugt, die durch die Vermischung mit dem Dampf ein Kondensat-Dampfgemisch entstehen lassen, in dem das Kondensat in Form von unendlich vielen erhitzten Flüssigkeitsteilchen oder Flüssigkeitströpfchen entsteht.
Durch das mit dem hinteren Ende der Düse 30 verbundene Mischrohr 31 wird sozusagen die Düse 30 verlängert. Das Mündungsstück 32 kann daher zur Düse 30 gerechnet werden. Im zylindrischen Mündungsstück 32 bleiben die Geschwindigkeit des Dampfs bzw. des Kondensat-Dampfgemisches und der Querschnitt des Gemischstroms bevorzugt konstant oder nahezu konstant. Auch beim Durchströmen des Mündungsstücks 32 werden kleine Teilmengen der Flüssigkeit aus dem Ringraum 41 durch die Durchgangsbohrungen 44 in der Mantelfläche des Mündungsstücks 32 in dasselbe eingesaugt. Dabei wird auch Kondensatdampf gebildet, so dass das Kondensat-Dampfgemisch im Mündungsstück 32 mit noch mehr erhitzten Flüssigkeitsteilchen und Partikeln angereichert wird.
Durch die Langlöcher 42 in der Mantelfläche des Mischrohrs 31 strömt mehr Flüssigkeit ein, als durch die Durchgangsbohrung 40 und 44 im Erweiterungsabschnitt 39 und das Mündungsstück 32 der Düse 30 eingesaugt wird. Auf diese Weise wird auch aufzuheizende Flüssigkeit hinter der ringförmigen Stirnwandung 45 am Ende des Mündungsstücks 32 aus dem Ringraum 41 in das Mischrohr 31 gesaugt. Diese Flüssigkeit durchströmt den hinteren Endbereich des Mischrohrs 31 zusammen mit dem aus der Düse 30 bzw. dem Mündungsstück 32 austretenden Kondensat-Dampfgemisch. Dieses Kondensat-Dampfgemisch strömt zusammen mit der aus dem Ringraum 41 angesaugten aufzuheizenden Flüssigkeit als Flüssigkeits-Kondensat-Dampfgemisch in Strömungsrichtung 29 durch das hintere Dampfaustrittsende 35 des Mischrohrs 31. Das aus dem offenen (hinteren) Dampfaustrittsende 35 das Mischrohr 31 verlassende heiße Gemisch trifft dann auf die übrige aufzuheizende Flüssigkeit in der Außentrommel 22, insbesondere im Anschlusskasten 23, wodurch auch diese Flüssigkeit vom heißen Dampf bzw. heißen Kondensat-Dampfgemisch aufgeheizt wird.
Bei der in den 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung wirken die Einbauten 33 und 34 als Strömungsteiler. Sie teilen das Kondensat-Dampfgemisch, dass das Mündungsstück 32 und das Mischrohr 31 verlässt in Teilströme, und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel in zwei Teilströme. Durch den als Strömungsteiler wirkenden Einbau 33 im hinteren Endbereich des Mündungsstücks 32 erfolgt eine erste Teilung des Gemischstroms und es werden kleinste Dampfblasen in demselben gebildet. Das die Mischkammer im hinteren Abschnitt des Mischrohrs 31 durchströmende Kondensat-Dampfgemisch wird in der Mischkammer mit der aus dem Ringraum 41 angesaugten aufzuheizenden Flüssigkeit in schnellströmende Teilströme zerstäubt zur Bildung unendlich vieler Teilchen. Dadurch nimmt das Kondensat in dem Flüssigkeits-Kondensat-Dampfgemisch drastisch zu.
Der als Strömungsteiler wirkende Einbau 34 im hinteren Endbereich des Mischrohrs 31 teilt das Kondensat-Dampfgemisch bzw. Flüssigkeits-Kondensat-Dampfgemisch wiederum in separate Teilströme auf. Das führt zu einer nochmaligen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der vom Einbau 34 erzeugten Teilströme. Diese treten dadurch mit sehr hoher Geschwindigkeit aus dem offenen Dampfaustrittsende 35 des Mischrohrs 31 aus und verlassen somit die Vorrichtung mit nochmals erhöhter Strömungsgeschwindigkeit.
Bezugszeichenliste

10: Durchlaufwaschmaschine
11: Wäschestück
12: Trommel
13: Längsmittelachse
14: Vorwaschzone
15: Klarwaschzone
16: Spülzone
17: Kammer
18: Trennwand
19: Eingabetrichter
20: Ausgaberutsche
21: Behandlungsrichtung
22: Außentrommel
23: Anschlusskasten
24: Gestell
25: Seitenwandung
26: Längsmittelachse
27: Seitenwandung
28: Anschlussstutzen
29: Strömungsrichtung
30: Düse
31: Mischrohr
32: Mündungsstück
33: Einbau
34: Einbau
35: Dampfaustrittsende
36: Kragen
37: Düsenbohrung
38: Verjüngungsabschnitt
39: Erweiterungsabschnitt
40: Durchgangsbohrung
41: Ringraum
42: Langloch
43: ringförmige Stirnwandung
44: Durchgangsbohrung
45: ringförmige Stirnwandung
46: Spitze
47: Seitenwand
48: Spitze
49: Seitenwand

Claims

Verfahren zum direkten Aufheizen von Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken, wobei durch eine Düse (30) hindurchströmender Dampf in mindestens einer Mischkammer mit der aufzuheizenden Flüssigkeit zusammengeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge der aufzuheizenden Flüssigkeit in die Düse (30) eingesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit radial in die Düse (30) eingesaugt wird und/oder in Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düse (30) gesehen hinter dem engsten Querschnitt der Düse (30) die Flüssigkeit in die Düse (30) eingesaugt wird, vorzugsweise durch radial zur Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düse (30) gerichtete Öffnungen in der Mantelfläche der Düse (30).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in ein in Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düse (30) gesehen auf einen Erweiterungsabschnitt (39) der Düse (30) folgendes Mündungsstück (32) zusätzlich Flüssigkeit vorzugsweise radial eingesaugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit aus einem Ringspalt, insbesondere einem Ringraum (41), in mindestens einen hinteren Teil der Düse (30) und/oder das Mündungsstück (32) eingesaugt wird.
Verfahren zum direkten Aufheizen von Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken (11), wobei durch eine Düse (30) hindurchströmender Dampf in mindestens einer Mischkammer mit der aufzuheizenden Flüssigkeit zusammengeführt wird, insbesondere nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Düse (30) und/oder der Mischkammer ausströmende Dampf oder ein Dampf-Kondensatgemisch geteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf bzw. das Dampf-Kondensatgemisch hinter der Düse (30) bzw. einem Erweiterungsabschnitt (39) der Düse (30) in mehrere Teilströme aufgeteilt wird, vorzugsweise durch mindestens einen Strömungsteiler.
Vorrichtung zum mittels Dampf erfolgenden direkten Aufheizen einer Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken, mit einer vom Dampf durchströmten Düse (30) und mit einem der Düse (30) zugeordneten Mischrohr (31), das einen Ringraum (41) um mindestens einen Teil der Düse (30) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Düse (30) radial gerichtete Durchgangsöffnungen zur Verbindung des Ringraums (41) mit einer inneren Düsenbohrung (37) der Düse (30) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen in einem in Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düsenbohrung (37) gesehen auf einen engsten Querschnitt der Düsenbohrung (37) folgenden Erweiterungsabschnitt (39) der Düse (30) angeordnet sind, vorzugsweise gleichmäßig verteilt über den Umfang der Wandung mindestens eines Teilbereichs des Erweiterungsabschnitts (39).
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass hinter einem austrittsseitigen Ende der Düse (30) ein insbesondere zylindrisches Mündungsstück (32) angeordnet ist, das vorzugsweise radial gerichtete Durchgangsöffnungen aufweist, die insbesondere gleichmäßig über den Umfang des Mündungsstücks (32) verteilt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Mündungsstücks (32) sich der Ringraum (41) zwischen dem Mischrohr (31) und dem Mündungsstück (32) fortsetzt und/oder ein Innendurchmesser des vorzugsweise zylindrischen Mündungsstücks (32) etwa dem kreisförmigen Querschnitt der Düsenbohrung (37) am austrittsseitigen Ende der Düse (3) entspricht.
Vorrichtung zum mittels Dampf erfolgenden direkten Aufheizen einer Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken, mit einer vom Dampf durchströmten Düse (30) und mit einem der Düse (30) zugeordneten Mischrohr (31), das einen Ringraum (41) und mindestens einen Teil der Düse (30) bildet, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düse (30) gesehen mindestens ein auf die Düse (30) folgender und/oder ein einem hinteren Endbereich der Düse (30) zugeordneter Strömungsteiler vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Strömungsteiler einem dampfaustrittsseitigen Endbereich des Mischrohrs (31) zugeordnet ist, vorzugsweise der Strömungsteiler am dampfaustrittsseitigen Endbereich des Mischrohrs (31) fest angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Strömungsteiler in einem Mündungsstück (32) am Ende der Düse (30) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Strömungsteiler als ein sich diametral durch den Endbereich des Mischrohrs (31) und/oder den Endbereich des Mündungsstücks (32) erstreckender Einbau (33, 34), vorzugsweise ein plattenartiger Einbau (33, 34), ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein plattenartiger Einbau (34) in Strömungsrichtung (29) des Dampfs bzw. Dampf-Kondensatgemisches verbreiternd ausgebildet ist.