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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner oder eine Waschmaschine mit Wäschetrocknungseinrichtung, mit einer in einem Gehäuse gelagerten drehbaren Trommel für die zu trocknenden Wäschestücke, mit einem geschlossenen Prozessluftkreislauf in den mittels eines Gebläses Trocknungsluft zum Trocknen der Wäschestücke über einen Lufteinlass in eine Trommel mit Wäschestücken geleitet und durch einen Luftauslass aus der Trommel abgeführt, in einem Wärmetauscher entfeuchtet und danach durch eine Heizung wieder erwärmt wird, mit einer Wärmepumpeneinrichtung mit einem Kältemittelkreislauf, bei dem das Kältemittel in einem Leitungssystem mit einem Verdampfer, einem Kompressor mit einem Verdichter, einem Verflüssiger und einer Drossel zirkuliert, wobei der Wärmetauscher den Verdampfer und die Heizung sowie den Verflüssiger der Wärmepumpe enthält.
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Stand der Technik
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Hintergrund der Erfindung
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Herkömmliche Wäschetrockner oder Waschmaschinen mit Wäschetrocknungseinrichtung ähnlich wie in der
EP 2 476 796 A1 , der
EP 2 343 411 A1 , der
EP 2 460 929 A1 , der
EP 2 407 587 A1 ,
EP 2 746 455 A1 , der
DE 10 2011 007 715 A1 , der
EP 1 156 149 A2 , der
WO 2007/071536 A1 , oder der
DE 10 2012, 103 805 A1 nach dem Stand der Technik, nutzen nicht nur ein relativ einfaches Kondensationsprinzip sondern eine Wärmepumpe mit Kondensationseinrichtung, weil damit Energie gespart werden kann. Um zu vermeiden, dass Kältemittel nach außen dringt wurde immer größerer Aufwand hinsichtlich der Dichtigkeit des Kältemittelkreislaufs getrieben. So ist auch der Kompressor mit einem Kapselgehäuse umgeben, in dem der Motor für den Antrieb des Verdichters und der Verdichter gasdicht umschlossen sind. Dadurch kann kein Kältemittel mehr in die Umgebung gelangen. Bei dieser Ausführungsart erwärmt sich durch die Abwärme des Motors das Kältemittel immer stärker und letztlich muss Abwärme aus dem Trockner in die Umgebung abgegeben werden. Bekannt sind Ausführungen, wo ein Gebläse den Kompressor mit Luft kühlt, was jedoch nicht sehr effektiv ist, da das Kapselgehäuse keine direkte Zufuhr von Kühlluft zum Kompressormotor zulässt. Andere Ausführungen die die Kältemittelleitung mittels Kühlrippen und/oder einem Gebläse, welches die Kältemittelleitung mit Kühlluft versorgt, benötigt Bauraum und ist aufwändiger.
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Aufgabenstellung, Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die erste Aufgabe zugrunde, die Basis, oder einen Teil der Basis, die notwendigen gasdichten Gehäuse/Räume, sowie die Lagerstelle der Trocknertrommel der Wäschetrockner oder Waschmaschinen mit Wäschetrocknungseinrichtung aus Mineralguss herzustellen und alle Teile, die zum Betrieb einer Kondensationseinrichtung mit Wärmepumpe notwendig sind in die Mineralgussbasis oder Mineralgusswände der Maschinen einzugießen oder so zu befestigen, dass der Montageaufwand so gering wie möglich wird, da dieser Werkstoff, je nach Zusammensetzung die Vorteile bietet, dass er gasdicht ist, d. h. auch ein Vacuum erzeugt werden könnte, falls das für den Anwendungsfall sinnvoll ist, je nach Zusammensetzung eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, Schwingungen mehr als 10 mal schneller dämpft als z. B. Gusseisen, was zur Geräuschdämpfung beiträgt, nahezu jede denkbare Form erzeugt werden kann, da das Material auch gasdicht zusammegeklebt werden kann, das Mineralguss elektrisch nicht leitend ist und man sehr effektiv Teile eingießen kann.
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Mineralguss kann, je nach Anwendungsfall, aus sehr unterschiedlichen Zusammensetzungen bestehen, z. B. aus einer Mischung von Quarzsanden und kleinen Quarzsteinchen unterschiedlichen Durchmessers, nach der bekannte Sieblinie nach Fuller oder zusätzlich mit Zusatzstoffen die aus Fasern aus unterschiedlichen Werkstoffen (Kunststoff, Stahl etc.) bestehen können und die dann nach einem Mischprozess z. B. mit Anteilen von Epoxid und Härter zu einer gießfähigen Masse gemischt und in Formen gegossen werden können, wo das Gemisch dann aushärtet. Es können auch andere Bindemittel Verwendung finden, je nach Anwendungsnotwendigkeit. Ein weiteres Material welches Verwendung finden kann, das z. B. auch für höhere Temperaturen bis 800°C geeignet ist, ist der sog. selbstverdichtende und selbstentlüftende UHCP Zement auf Nanobasis, der ebenfalls mit Quarzsanden oder Steinchen sowie Fasern unterschiedlicher Werkstoffe gemischt werden kann und so gezielt besondere Eigenschaften erreicht werden können.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Mineralgussteile in den Maschinen nicht zu schwer werden zu lassen. Die Dichte des Mineralguss liegt bei 2,4 g/cm3. Es bietet sich an, die bestehende Blechverkleidung oder Blechwände zu nutzen, diese in die Gießform mit einzulegen und die notwendige (dünne) Form aus Mineralguss so unmittelbar und untrennbar mit der Blechverkleidung ganz oder nur teilweise zu verbinden. Die Blechverkleidungen mit oder ohne die Mineralgussanteile können miteinander und mit den anderen Mineralgussteilen, z. B. mit den gasdichten Gehäusen der Konstruktion oder Basisteilen so verklebt werden, dass eine tragende Konstruktion zustande kommt.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Motorantrieb für den Kompresser nicht im gleichen gasdichten Raum unter zu bringen, damit die Motorwärme das Kältemittel nicht mehr aufheizen kann. Es kann ein sog. DC oder EC Torque Motor in flacher Bauweise Verwendung finden, der einen Wirkungsgrad von z. B. 87% hat und im Vergleich zu AC Motoren wesentlich weniger warm wird. Der Kompressor im gasdichten Raum könnte durch eine dünne Aluminiumwand, die in das Mineralgussgehäuse eingegossen ist von dem Motor getrennt sein durch eine effektive Magnetkupplung den Kompressor antreiben. Auf diese Weise kann der Motor auch mittels eines Luftstroms direkt und effektiv gekühlt werden, falls das überhaupt noch notwendig sein sollte.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin bei der Waschmaschine mit Trocknungseirichtung, den Motor zum Trommelantrieb ebenfalls als DC oder EC Torque Motor zu verwenden und teilweise, zusammen mit der Lagerung in die Mineralgusswand einzugießen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 effizient dadurch gelöst, dass die mit dieser Erfindung erreichbaren Vorteile von Mineralguss Materialien wie folgt umgesetzt werden:
- 1. Das die Basis oder ein Teil der Basis des Wäschetrockners oder der Waschmaschine mit Wäschetrocknungseinrichtung aus einem Mineralgussmaterial hergestellt wird, das direkt, indirekt oder auch nur teilweise verbunden ist mit dem Gehäuse oder den Blechwänden der Maschinen, die im Inneren der Maschine ganz oder Teilweise mit einem der Mineralgussmaterialen und der gefundenen notwendigen Formen und Geometrien, die den vorhandenen Bauraum optimal nutzen fest und unlösbar verbunden sind. Das schließt auch die gasdichten Räume und eingegossenen Leitungen für den Kältemittelkreislauf, wie Verdampfer, Kompressor, Verdichter, Verflüssiger, Drossel, Elektromaterial, Elektroleitungen oder elektronische Baumaterialien, sowie andere Eingießteile ein, die zweckmäßigerweise in der Basis oder Wänden der Maschinen untergebracht und notwendig sind um die Maschinen effektiv mit Wärmepumpen zu betreiben und die Kosten, vor Allem für die Montage, zu mindern.
- 2. Das der Motor vom Kompressor getrennt positioniert ist, damit die Wärme des Motors nicht nachteilig auf den gasdichten Kältemittelkreislauf wirkt, indem sich der Motor zum Kompressorantrieb nicht im gasdichten Raum befindet, sondern außerhalb diese Raumes, getrennt vom Kompressor von einer dünnen Trennwand, z. B. aus Aluminium, die zulässt, dass eine Magnetkupplung zwischen einem flach bauenden DC oder EC Torque Motor als Antrieb für den Kompressor so in den Mineralguss eingegossen ist, das über diese Magnetkupplung, durch die dünne Trennwandwand der Kompressor angetrieben werden kann.
- 3. Das für den Wäschetrockner die Lagerung für die Trommel und für die Waschmaschine mit Wäschetrocknereinrichtung die Lagerung mit Motorantrieb für die Wäschetrommel, die ja gleichzeitig auch die Trocknertrommel ist, direkt in das Mineralgussmaterial eingegossen und der Motor ein flach bauender DC oder EC Torque Motor ist, was neben den Kosten den Vorteil hätte, dass keine Antriebsriemen mehr notwendig sind.
- 4. Das in dem Mineralgusskörper ein zusätzliches Rohleitungssystem eingegossen ist, welches um den Verflüssiger geführt ist, durch das Wasser strömen kann und dazu dient, den Kältemittelkreislauf an dieser Stelle besonders effektiv zu kühlen, dabei bietet das Mineralgussmaterial auch gleichzeitig den Vorteil, den notwendigen Behälter mit Wasser, eingegossener Pumpe und Steuerung sehr platzsparend an jeder freien Stelle und jeder notwendigen Form aufzunehmen, zu platzieren und zur Verfügung zu stellen.
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Ausführungsbeispiele, Kurzbeschreibung der anhängenden Zeichnungen
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Ein Anwendungsbeispiel ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben:
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1: eine schematische Darstellung eines Wäschetrockners, mit den Komponenten einer Wärmepumpe und den Anteilen von Mineralguss.
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2: eine schematische Darstellung, der Magnetkupplung zwischen Torque Motor und Kompressor in dem gasdichten Raum mit der eingegossenen Zwischenwand z. B. aus Aluminium
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3a: eine schematische Darstellung der Trommellagerung für einen Wäschetrockner
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3b: eine schematische Darstellung der Trommellagerung für eine Waschmaschine mit Wäschetrocknungseinrichtung mit Motorantrieb in Ausführung mit Torque Motor
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt perspektivisch einen Wärmepumpen – Wäschetrockner 1 der mit einem Blechgehäuse oder mit Blechwänden 2 umgeben ist, – wobei diese Teile im Innenraum der Maschine ganz oder teilweise mit Mineralgussformationen unlösbar verbunden sind –, in dem eine drehbar gelagerte Trommel 3 angeordnet ist. In dem Gehäuse 2 befindet sich bodenseitig, unterhalb der Trommel 3, bezogen auf die betriebsgemäße Aufstellposition des Wäschetrockners 1, ganz oder teilweise als Basis ausgebildet, ein Mineralgussblock 5, der die Komponenten für die Wärmepumpe, Gebläse und den Trommelantrieb sowie Rohrleitungssysteme aufnimmt. Der Mineralgussblock 5 ist so gestaltet, dass die Prozessluft PL mittels eines Gebläses 17 erzeugt werden kann und in einem Kanal im Mineralgussblock 5 zum Lufteinlass 6 und der Trommel 3 zugeführt wird. Durch den Luftauslass 7 gelangt die nun feuchte Trocknungsluft PL aus der Trommel 3 in den Mineralgussblock 5 zurück, in dem in einem Kanal 8 der Wärmetauscher 15 zur Abkühlung und Kondensation der feuchten Prozessluft PL und der Verflüssiger 16 zum Erwärmen der Prozessluft PL angeordnet sind. Die schematische Schnittdarstellung in dem Mineralgussblock 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmepumpen- trockner 1 bei dem zu erkennen ist, dass die Wärmepumpeneinrichtung im Mineralgussblock 5 einen Kältemittelkreislauf umfasst, bei dem das Kältemittel in einem Leitungssystem 13 mit einem Verdampfer 15, einem Kompressor 14 zum Verdichten des Kältemittels, einem Verflüssiger 16 und einer Drossel 15a zirkuliert, wobei der Wärmetauscher den Verdampfer 15 und die Heizung, den Verflüssiger 16 der Wärmepumpe enthält in dem Mineralgussmaterial positioniert ist. Der Verdampfer 15 und der Verflüssiger 16 sind im Kanal 8 derart angeordnet, dass die feuchte Prozessluft PL zuerst den Verdampfer 15 durchströmen muss, damit sie aufgrund der Abkühlung und der daraus folgenden Kondensation entfeuchtet wird. Anschließend durchströmt sie den nachgeschalteten Verflüssiger 16, der als Heizung wirkt und die Prozessluft PL wieder aufheizt., sodass die erwärmte Prozessluft PL in einem Kanal des Mineralgussblocks 5 wieder durch den Lufteinlass 6 in die Trommel 3 gelangen kann und den zu trocknenden Textilien zugeführt wird, wo der Kreislauf so lange anhält, bis das eingestellte Trocknungsergebnis erreicht ist. In der Auffangwanne 18 wird anfallendes Kondensat aufgefangen und mittels der Kondensatpumpe 17 zum Sammelbehälter 4 gepumpt.
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2 zeigt in schematischer Darstellung einen gasdichten Raum 22 in dem Mineralgussblock 5 in dem der Kompressor 14 eingegossen wurde. Erfindungsgemäß wird der Kompressor 14 mittels einer Magnetkupplung 25 von einem sog. DC oder EC Torque Motor 26 angetrieben, der nicht in dem gasdichten Raum 22 untergebracht ist, sondern außerhalb, hinter einer dünnen Trennwand 23 aus Aluminium oder einem anderen unmagnetischen Material. Der Motor 26 ist so positioniert, dass sich die am Rotor 24 des Motors befestigte halbe Magnetkupplung 25a sehr nahe an der Wand 23 befindet, um mit dem Kraftfeld der Magnete 25a die anderen Hälfte der Magnetkupplung 25b zu erreichen, die am Kompressor 14 montiert ist, und sich ebenfalls sehr dicht hinter der Trennwand 23 genau gegenüber der Magnete 25a befindet.
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3a und 3b zeigen in schematischer Darstellung die Trommellagerung 11 für einen Wäschetrockner und eine Trommellagerung 11 mit integriertem Antriebsmotor 12 für eine Waschmaschine mit Wäschetrocknungseinrichtung, die sich in einem Teil des Mineralgussblocks 5 und der Mineralgussformation der Blechverkleidung oder der Blechwände 2 befindet, die unlösbar oder lösbar mit dem Mineralgussblock 5 verbunden sind und auf diese Weise die Gehäusekonstruktion stabilisieren sowie eine Motorlagerung 12 in dieser Form ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wäschetrockner
- 2
- Mineralgussgehäuse mit integrierter Blechverkleidung
- 3
- Wäschetrommel
- 4
- Kondensat Sammelbehälter
- 5
- Mineralgussblock
- 6
- Lufteinlass zur Trommel 3
- 7
- Luftauslass zum Wärmetauscher
- 8
- Kanal der Wärmetauscher
- 9
- Radiallüfter, Gebläse
- 10
- Motor zum Antrieb der Trommel 3
- 11
- Lagerung der Trommel 3
- 12
- Motorantrieb Trommel 3 bei einer Waschmaschine mit Wäschetrocknungseinrichtung
- 13
- Rohrsystem
- 14
- Kompressor zur Kühlmittelverdichtung
- 15
- Verdampfer
- 15a
- Drossel
- 16
- Verflüssiger (Heizung)
- 17
- Kondensatpumpe
- 18
- Auffangwanne
- 19
- Steuereinrichtung
- 20
- Pumpe
- 21
- Rohrsystem
- 22
- gasdichter Raum
- 23
- Trennwand
- 24
- Rotor
- 25
- Magnetkupplung
- 25a
- Magnetkupplungshälfte am Rotor
- 25b
- Magnetkupplungshälfte am Kompressor
- 26
- Motor
- 27
- Magnete
- PL
- Prozessluft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2476796 A1 [0002]
- EP 2343411 A1 [0002]
- EP 2460929 A1 [0002]
- EP 2407587 A1 [0002]
- EP 2746455 A1 [0002]
- DE 102011007715 A1 [0002]
- EP 1156149 A2 [0002]
- WO 2007/071536 A1 [0002]
- DE 102012103805 A1 [0002]
