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Die Erfindung betrifft eine Wasch- oder Reinigungsanlage für industrielle Bauteile und Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Wasch- oder Reinigungsanlagen für industrielle Bauteile und Werkstücke sind hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Die im Rahmen des Reinigungsprozess entstehenden Dampfschwaden werden üblicherweise über eine so genannte Schwadenabsaugung aus einer Reinigungs- bzw. Waschkammer abgesaugt, kondensiert und das Kondensat dem Reinigungsprozess erneut zugeführt. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Energieeffizienz derartiger Wasch- oder Reinigungsanlagen.
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Aus der
DE 20 2010 014 092 U1 ist beispielsweise eine Anordnung zur Absaugung von Dampfschwaden aus zumindest einem ersten Behandlungsraum einer Wasch- oder Reinigungsanlage oder ähnlichen Anlage mit Dampfentwicklung bekannt, welche zumindest eine oberhalb der Wasch- oder Reinigungskammer angeordnete Absaugvorrichtung, deren Gehäusewandung einen zweiten Behandlungsraum einschließt aufweist. Der erste und zweite Behandlungsraum sind über zumindest einen Durchlassöffnung miteinander verbunden und im zweiten Behandlungsraum sind Mittel zur Absaugung von im ersten Behandlungsraum entstehenden Dampfschwaden über die zumindest eine Durchlassöffnung in den zweiten Behandlungsraum vorgesehen. Ferner weist die Absaugvorrichtung eine Kühlanordnung auf, die sich zumindest teilweise entlang der Innenseite der Gehäusewandung erstreckt. Durch die Kondensation der beim Reinigungsprozess entstehenden Dampfschwaden in der Absaugvorrichtung geht thermische Energie verloren, welche dem System erneut zugeführt werden muss.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wasch- oder Reinigungsanlage mit Schwadenabsaugung anzugeben, welche eine verbesserte Energieeffizienz aufweist. Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
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Der wesentliche Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, dass eine Kältemaschine mit einem Kältemittel- und einem Heizmittelkreislauf vorgesehen ist, wobei die gekühlte Kondensationsvorrichtung zur Rückgewinnung der beim Reinigungsprozess in der zumindest einen Wasch- oder Reinigungskammer entstehenden Abwärme in den Kältemittelkreislauf eingebunden ist und dass der Heizmittelkreislauf zur Erwärmung der Reinigungsflüssigkeit eine im Reinigungsflüssigkeitsbehälter aufgenommene Heizschlangenvorrichtung aufweist. Besonders vorteilhaft kann durch die erfindungsgemäße Einbindung der Kondensationsvorrichtung in den Kältemittelkreislauf einer Kältemaschine und der Heizschlangenvorrichtung in den Reinigungsflüssigkeitsbehälter eine deutlich verbesserte Energieeffizienz der Anlage erreicht werden. Insbesondere kann zumindest während des Betriebes der Anlage auf eine zusätzliche Beheizung des Reinigungsflüssigkeitsbehälters durch eine herkömmliche Heizeinrichtung verzichtet werden und damit der Energieverbrauch der Anlage deutlich gesenkt werden. Wann auf eine zusätzliche Beheizung des Reinigungsflüssigkeitsbehälters verzichtet werden kann ist insbesondere von der im Reinigungsflüssigkeitsbehälter aufgenommenen Flüssigkeitsmenge und/oder der Größe der Reinigungskammer und/oder dem Isolierungsgrad der Anlage.
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Besonders vorteilhaft ist die gekühlte Kondensationsvorrichtung zur Aufnahme und Kondensation der in der Wasch- oder Reinigungskammer entstehenden Dampfschwaden ausgebildet, wobei diese beispielsweise topfartig ausgebildet sein kann. Die topfartige Kondensationsvorrichtung weist beispielsweise eine umlaufende Gehäusewandung mit einer mehrere Kühlschlangen umfassenden Mantelkühlung und einer Gehäuseoberseite auf.
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In einer Ausführungsvariante der Erfindung kann die gekühlte Kondensationsvorrichtung Absaugmittel zur Erzeugung einer Sog- und/oder Wirbelwirkung aufweisen, wobei die Absaugmittel durch eine Propeller- oder Rotationskugelanordnung gebildet sein können, welche über eine Welle gesteuert antreibbar sind.
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Die Rückführung des über die gekühlte Kondensationsvorrichtung erzeugten Kondensates erfolgt vorteilhaft über die Durchlassöffnung in die Wasch- oder Reinigungskammer.
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Weiterhin vorteilhaft umfasst der Heizmittelkreislauf ausgehend von der Kältemaschine eine Vorlaufleitung, eine Heizschlangenvorrichtung und eine Rücklaufleitung umfasst, wobei in der Rücklaufleitung eine Umwälzpumpeneinheit vorgesehen ist.
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Die Heizschlangenvorrichtung bildet beispielsweise einen Rohrbündelwärmetauscher aus.
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Besonders vorteilhaft erfolgt abhängig von der im Reinigungsflüssigkeitsbehälter aufgenommenen Menge an Reinigungsflüssigkeit und/oder von der Größe der Wasch- oder Reinigungskammer sowie deren Isolationsgrad eine ausschließliche Beheizung des Reinigungsflüssigkeitsbehälters mittels der über die Kältemaschine rückgewonnenen Wärmeenergie erfolgt.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einer Figur näher erläutert werden. Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels und der Figur. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung keinesfalls auf die angegebenen Beispiele beschränkt sein soll. Es zeigen:
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1 beispielhaft eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsanlage und
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2 eine perspektivische Ansicht der Kältemaschine mit einem Kältemittel- und einem Heizmittelkreislauf sowie der darin eingebundenen Einheiten.
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1 zeigt beispielhaft eine Wasch- oder Reinigungsanlage 1 für industrielle Bauteile oder Werkstücke mit einer Schwadenabsaugung in einer perspektivischen Darstellung.
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Die Wasch- oder Reinigungsanlage 1 umfasst zumindest eine Wasch- oder Reinigungskammer 2 mit einem von diesem eingeschlossenen Behandlungsraum, in dem die zu waschenden bzw. reinigenden industriellen Bauteile oder Werkstücke aufgenommen werden. Der Behandlungsraum ist beispielsweise von außen über eine Öffnungsklappe zugängig.
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Die Wasch- oder Reinigungskammer 2 ist in einem Gehäuse 3 aufgenommen, wobei unterhalb der Wasch- oder Reinigungskammer 2 zumindest ein die Reinigungsflüssigkeit aufnehmender Reinigungsflüssigkeitsbehälter 4 angeordnet ist, welcher ebenfalls im Gehäuse 3 aufgenommen ist und in 1 durch eine strichliert gezeichnete Umrandung angedeutet ist.
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Die Wasch- oder Reinigungskammer 2 läuft nach oben, d.h. entlang der Längsachse LA der Wasch- oder Reinigungsanlage 1 trichterförmig zu und geht in eine gekühlte Kondensationsvorrichtung 6 über, d.h. die gekühlte Kondensationsvorrichtung 6 ist zur Absaugung der in der Wasch- oder Reinigungskammer 2 erzeugten Dampfschwaden über eine Durchlassöffnung 5 mit der Wasch- oder Reinigungskammer 2 verbunden. Die Wasch- oder Reinigungskammer 2 sowie die gekühlte Kondensationsvorrichtung 6 können eine in den Figuren nicht explizit dargestellte äußere Isolierungsschicht aufweisen, um eine weitere Verbesserung der Energieeffizienz der Anlage 1 zu erreichen.
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Die vorzugsweise topfartig ausgebildete gekühlte Kondensationsvorrichtung 6 weist eine umlaufende Gehäusewandung 6.1 mit einer mehrere Kühlschlangen umfassenden, integrierten Mantelkühlung und eine Gehäuseoberseite 6.2 auf. Die Gehäuseoberseite 6.2 der Kondensationsvorrichtung 6 ist vorzugsweise hermetisch mit der Gehäusewandung 6.1 verbunden, und zwar derart, dass durch die gekühlte Kondensationsvorrichtung 6 ein Kondensationsraum eingeschlossen wird, in welchen sich eine Kältesenke ausbildet, über welche die in der Wasch- oder Reinigungskammer 2 entstehenden Dampfschwaden über die Durchlassöffnung 5 sogartig in die gekühlte Kondensationsvorrichtung 6 abgesaugt werden. Die Dampfschwaden kondensieren an den gekühlten Innenwänden der vorzugsweise topfartigen Kondensationsvorrichtung 6. Die Rückführung des über die Kondensationsvorrichtung 6 erzeugten Kondensats erfolgt vorzugsweise über die Durchlauföffnung 5 direkt in die Wasch- oder Reinigungskammer 2.
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Zur zumindest teilweisen Rückgewinnung der im Rahmen der Kondensation an das Kühlmittel abgegebenen Wärmeenergie ist erfindungsgemäß eine Kältemaschine 7 mit einem Kältemittelkreislauf 8 und einen Heizmittelkreislauf 9 vorgesehen, wobei die gekühlte Kondensationsvorrichtung 6 zur Rückgewinnung der beim Reinigungsprozess in der zumindest einen Wasch- oder Reinigungskammer 2 entstehenden Abwärme in den Kältemittelkreislauf 8 eingebunden bzw. integriert ist und der Heizmittelkreislauf 9 zur Erwärmung der Reinigungsflüssigkeit eine im Reinigungsflüssigkeitsbehälter 4 aufgenommene Heizschlangenvorrichtung 10 aufweist. Mittels der Kältemaschine 7 wird über die an den Kältemittelkreislauf 8 abgegebene Abwärme das Heizmittel des Heizmittelkreislaufes 9 erwärmt und durch den in Form der Heizschlangenvorrichtung 10 ausgebildeten Rohrbündelwärmetauscher die rückgewonnene Abwärme der Reinigungsflüssigkeit im Reinigungsmittelbehälter wieder zugeführt. In 2 ist beispielhaft die Kältemaschine 7 mit dem Kältemittelkreislauf 8 und dem Heizmittelkreislauf 9 nebst der gekühlten Kondensationsvorrichtung 6 und der Heizschlangenvorrichtung 10 isoliert dargestellt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante können in der gekühlten, vorzugsweise topfartigen Kondensationsvorrichtung Absaugmittel zur Erzeugung einer Sog- und/oder Wirbelwirkung vorgesehen sein. Derartige Absaugmittel können beispielsweise durch eine Propeller- oder Rotationskugelanordnung gebildet sein, welche über eine Welle gesteuert antreibbar ist.
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Der Heizmittelkreislauf 10 ist ausgehend von der Kältemaschine 7 durch eine Vorlaufleitung 11, die Heizschlangenvorrichtung 10 sowie eine Rücklaufleitung 12 gebildet. Vorzugsweise ist in der Rücklaufleitung 12 eine Umwälzpumpeneinheit 13 vorgesehen.
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Zur Beaufschlagung der zu reinigenden industriellen Bauteile oder Werkstücke kann in der Reinigungs- oder Waschkammer 2 eine Spritzvorrichtung 14, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine kreuzartige Spritzvorrichtung 14 vorgesehen sein, welche über eine Antriebseinheit 15 drehbar um die vertikale Längsachse LA der Wasch- oder Reinigungsanlage 1 ausgebildet ist.
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Ferner umfasst die Wasch- oder Reinigungsanlage 1 einen Schaltschrank 16 zur Aufnahme von elektronischen und/oder pneumatischen Steuerkomponenten der Anlage 1 sowie in einer bevorzugten Ausführungsvariante einen in die Reinigungs- und Waschkammer 2 seitlich über eine Öffnungsklappe einschiebbaren Waschkorb 17, in dem die zu reinigenden industriellen Bauteile oder Werkzeuge aufgenommen werden.
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Mittels der Kältemaschine 7 wird über den Kühlmittelkreislauf 8 dem beim Kühlen der Dampfschwaden entstehenden Kondensat die Abwärme entzogen und diese Abwärme durch Erwärmung des Kältemittels über die Kältemaschine 7 nutzbar gemacht, und zwar wird das Heizmittel des Heizmittelkreislaufes 9 entsprechend erwärmt, welches über den Heizmittelkreislauf 9 der Heizschlangenvorrichtung 10 zugeführt wird. Damit kann die Reinigungsflüssigkeit auf eine Temperatur von bis zu 60° erwärmt werden, und zwar vorzugsweise ohne zusätzliche Heizeinrichtungen.
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Die Umwälzpumpeneinheit 13 sorgt für die Kreislaufführung des Heizmittels, insbesondere von Heizwasser zwischen der Kältemaschine 7 und der Heizschlangenvorrichtung 10 über die Vorlauf- und Rücklaufleitungen 11, 12.
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Besonders vorteilhaft kann aufgrund der Kältemaschine 7 und deren erfindungsgemäßer Integration in die Schwadenabsaugung zumindest größtenteils auf eine elektrische Beheizung des Reinigungsflüssigkeitsbehälters 4 verzichtet werden. Lediglich zu Inbetriebnahme der Wasch- oder Reinigungsanlagen 1 ist ein Aufheizen der im Reinigungsflüssigkeitsbehälter 4 aufgenommenen Reinigungsflüssigkeit mittels einer Zusatzheizung auf die erforderliche Arbeitstemperatur, beispielsweise zwischen 60 und 65°C erforderlich. Mittels einer herkömmlichen Kältemaschine 7 konnte bei einer Anlage 1 ohne Isolation bereits eine Heizleistung von ca. 0,9 kW pro Stunde erreicht werden, bei einer Erwärmung des Reinigungsflüssigkeitsbehälters 4 auf 50°C.
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Sollte die durch die Wärmerückgewinnung erfolgte Erwärmung der Reinigungsflüssigkeit aufgrund der Dimensionierung der Anlage nicht ausreichend sein, so kann beispielsweise mittels der in Form einer Tauchheizung ausgebildeten Zusatzheizeinrichtung Wärme zugeführt. Die Zusatzheizeinrichtung kann deutlich schwächer dimensioniert sein als herkömmliche Heizeinrichtungen.
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Übliche Wasch- oder Reinigungsanlagen 1 weisen Reinigungsflüssigkeitsbehälter 4 mit einem Fassungsvermögen von 100 bis 150 Liter, vorzugsweise 120 Liter auf, so dass sich durch Wegfall der elektrischen Zusatzheizung abhängig von der Behältergröße und der Isolation der Anlage 1 eine Energieersparnis von bis zu 70%, d.h. ca. 3,5 Kilowatt ergibt.
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Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung möglich sind, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielsweise kann die Erfindung sowohl bei Einkammer- als auch bei Mehrkammerreinigungsanlagen Verwendung finden oder zur Rückgewinnung von Abwärme in einer Durchlauf-Reingungsanlage eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasch- oder Reinigungsanlage
- 2
- Wasch- oder Reinigungskammer
- 3
- Gehäuse
- 4
- Reinigungsflüssigkeitsbehälter
- 5
- Durchlassöffnung
- 6
- Kondensationsvorrichtung
- 6.1
- Gehäusewandung
- 6.2
- Gehäuseoberseite
- 7
- Kältemaschine
- 8
- Kältemittelkreislauf
- 9
- Heizmittelkreislauf
- 10
- Heizschlangenvorrichtung
- 11
- Vorlaufleitung
- 12
- Rücklaufleitung
- 13
- Umwälzpumpeneinheit
- 14
- Spritzvorrichtung
- 15
- Antriebseinheit
- 16
- Schaltschrank
- 17
- Waschkorb
- LA
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010014092 U1 [0003]
