DE102017117054A1 - Dampfreinigungsvorrichtung und -verfahren zum Reinigen von Maschinen oder Maschinenteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dampfreinigungsverfahren (34) und eine Dampfreinigungsvorrichtung (1) zum Reinigen von Maschinen oder Maschinenteilen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugteilen, insbesondere von Felgen, mittels an einem Dampfauslass (31) austretenden Dampfes, mit einem mittels einer Heizeinrichtung (29), vorzugsweise einer induktiven Heizeinrichtung (29), beheizbaren und mit Überdruck beaufschlagbaren Behälter (2), der eingangsseitig mit einem Zulauf (11) für Flüssigkeit (30) und ausgangsseitig mit dem Dampfauslass (31) verbunden ist, wobei der Durchgang zu dem Dampfauslass (31) mittels eines Dampfventils (7) wahlweise absperrbar ist. Die erforderliche Dampfmenge soll mit einfacheren Mitteln bereitgestellt werden. Dazu ist vorgesehen, dass der Behälter (2) über einen Auslass (12) für die erwärmte Flüssigkeit (30) mit dem Dampfventil (7) und dem Dampfauslass (31) in Fluidverbindung steht und dass eine die Heizeinrichtung (29) ansteuernde Steuereinrichtung (5) vorgesehen ist, welche zum Steuern oder Regeln der Temperatur in dem Behälter (2) ausgebildet ist, derart, dass eine Verdampfung der Flüssigkeit (30) erst am Dampfauslass (31) erfolgt.

Description

• Erfindung betrifft eine Dampfreinigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Dampfreinigungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
• Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Vorrichtungen und Verfahren zur Nutzung von Dampf, insbesondere Wasserdampf für die Reinigung von Gegenständen bekannt. Ferner sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren bekannt, mit denen Dampf auch für andere Zwecke, wie etwa zum Garen von Speisen hergestellt wird.
• In der DE 102 09 465 A1 ist ein Modul für ein dort nicht gezeigtes Reinigungsgerät offenbart, welches eine Einrichtung zur Erzeugung von heißem Wasser bzw. zur Erzeugung von Dampf aufweist, die als induktiv beheizter Dampfkessel, Boiler, Durchlauferhitzer, Hochfrequenz-Induktivheizung, Warmwassererzeuger oder - speicher ausgeführt sein kann.
• Aus der WO 2015/169943 A2 ist ein Dampfreinigungsgerät bekannt, welches Wasserdampf in einem Durchlauferhitzer erzeugt und ein Dampfabgabeorgan und ein manuell betätigbares Dampfabgabeventil aufweist, das mittels einer als Dampfaufnahmeraum dienenden Dampfleitung mit dem Durchlauferhitzer verbunden ist.
• Aus der WO 2014/012578 A1 ist ein Dampfreinigungsgerät bekannt, bei welchem ein den Dampfdruck aufnehmender Drucksensor an einer Pumpeneinheit angeordnet wird, um den Drucksensor vor zu hohen Temperaturen zu schützen.
• Die DE 32 23 193 A1 offenbart eine Dampfreinigungsvorrichtung, bei welcher Wasser innerhalb eines Behälters verdampft und daraus entnommen werden kann.
• Aus der DE 10 2006 046 408 A1 ist ein induktiv beheizter Dampfgenerator für eine Dampfkabine bekannt. Der Behälter weist zum leichten Entweichen der entstehenden Dampfblasen einen Dampfaustritt auf und muss daher drucklos betrieben werden.
• Aus der DE 10 2008 017 597 A1 ist eine Geschirrspülmaschine mit einem Dampferzeuger und einer Dampfleitung bekannt, wobei der in dem Dampferzeuger erzeugte Dampf für eine Dampf-Klarspül-Phase in die Behandlungskammer der Geschirrspülmaschine leitet.
• Aus der EP 0 788 725 B1 ist eine Dampferzeugungsvorrichtung zum Auftauen von gefrorenem Essen oder zum dampfunterstützten Garen von Speisen bekannt. Hierbei befindet sich in einem Dampferzeugungsbehälter ein induktiv beheizbares Material, welches mit zu verdampfender Flüssigkeit besprüht wird, um die Flüssigkeit an dem induktiv erwärmbaren Material zu verdampfen. Der so entstandene Dampf wird in eine Auftau- oder Garkammer mit Hilfe eines Ventilators weitergeleitet.
• Aus der DE 1 621 633 B1 ist eine Vorrichtung zum Reinigen mittels Dampfstrahls bekannt, die einen benzinbetriebenen Dampfstrahler aufweist.
• Aus der DE 101 09 251 C1 ist ein Dampferzeuger für Gargerät bekannt, bei welchem ein induktiv beheizbarer Dampferzeugungsbehälter vorgesehen ist. In dem Dampferzeugungsbehälter werden spezielle Maßnahmen zur Beseitigung von Kesselsteinen getroffen, der auf Grund der innerhalb des Behälters auftretenden Verdampfung kontinuierlich entsteht und beseitigt werden muss.
• Insgesamt ergibt sich aus dem Stand der Technik der Nachteil, dass die Dampferzeugungseinrichtungen nicht leistungsfähig genug sind, um ausreichend Dampf zum Reinigen von Maschinen oder Maschinenteilen zu erzeugen, insbesondere wenn in kurzer Zeit eine große Dampfmenge abgerufen werden muss. Um derartige Dampfmengen bereitstellen zu können, müssten nach den bekannten Verfahren besonders große Dampferzeuger eingesetzt werden, die unhandlich und träge sind sowie größere Investitionen erfordern.
• Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Dampfreinigungsvorrichtung sowie ein Dampfreinigungsverfahren anzugeben, mittels welcher die erforderliche Dampfmenge mit einfacheren Mitteln bereitgestellt werden kann.
• Diese Aufgabe wird mit einer Dampfreinigungsvorrichtung nach dem Anspruch 1 sowie mit einem Dampfreinigungsverfahren nach dem Anspruch 12 gelöst.
• Gemäß Anspruch 1 ist eine Dampfreinigungsvorrichtung zum Reinigen von Maschinen oder Maschinenteilen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugteilen, insbesondere von Felgen, vorgesehen. Das Reinigen erfolgt mittels an einem Dampfauslass austretenden Dampfes, wobei die Dampfreinigungsvorrichtung einen mittels einer Heizeinrichtung, vorzugsweise einer induktiven Heizeinrichtung, beheizbaren und mit Überdruck beaufschlagbaren Behälter aufweist, der eingangsseitig mit einem Zulauf für Flüssigkeit und ausgangsseitig mit dem Dampfauslass verbunden ist. Der Durchgang zu dem Dampfauslass ist mittels eines Dampfventils wahlweise absperrbar.
• Die Dampfreinigungsvorrichtung zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass der Behälter über einen Auslass für die erwärmte Flüssigkeit mit dem Dampfventil und dem Dampfauslass in Fluidverbindung steht und dass eine die Heizeinrichtung ansteuernde Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche zum Steuern oder Regeln der Temperatur in dem Behälter ausgebildet ist, derart, dass eine Verdampfung der Flüssigkeit erst am Dampfauslass erfolgt.
• Grundgedanke der Erfindung ist die Trennung des Ortes der Erwärmung der zu verdampfenden Flüssigkeit und des Ortes der Verdampfung. Die unter Druck stehende Flüssigkeit ist dabei auf eine Temperatur zu erwärmen, die oberhalb der zugehörigen Dampfdruckkurve und oberhalb der Siedetemperatur bei Umgebungsdruck liegt. Die so erwärmte und unter Überdruck stehende Flüssigkeit verbleibt während der Erwärmung innerhalb des Behälters im flüssigen Aggregatzustand und wird in flüssiger Phase dem Dampfventil und dem Dampfauslass zugeleitet. Erst bei Öffnung des Dampfventils tritt die Flüssigkeit am Dampfaustritt aus der Dampfreinigungsvorrichtung aus und verdampft erst dort aufgrund des niedrigeren Umgebungsdruckes und der Tatsache, dass die Temperatur der Flüssigkeit weiterhin höher ist, als ihre Siedetemperatur bei Umgebungsdruck. Beispielsweise kann dies unter Ausbildung eines Dampfstrahles erfolgen, der zum Reinigen auf den zu reinigenden Gegenstand gerichtet wird.
• Durch die Zuleitung der erwärmten Flüssigkeit in flüssiger Phase bis zu dem Dampfauslass kommt es nur zu vergleichsweise geringen Wärmeverlusten, da die Flüssigkeit in flüssiger Phase eine höhere Wärmekapazität aufweist als Dampf, wenn dieser durch eine Leitung hindurchgeleitet würde. Außerdem kann die Verbindungsleitung zwischen dem Behälter und dem Dampfauslass mit einem minimalen Strömungsquerschnitt versehen sein, da nicht das am Dampfauslass austretende Dampfvolumen sondern nur das Flüssigkeitsvolumen der Flüssigkeit bis zum Dampfauslass geleitet werden muss. Auf diese Weise kann Bauraum für die Leitung eingespart werden, bzw. es können trotz kleinem Volumenstrom durch die Leitung große Mengen Dampf erzeugt werden.
• Wenn die Heizeinrichtung als induktive Heizeinrichtung ausgeführt wird, gestattet dies eine einfachere Konstruktion des Behälters, der aufgrund der darin anliegenden Drücke als Druckbehälter ausgebildet ist.
• Bevorzugt kann dabei auch vorgesehen sein, dass der Behälter mittels der Heizeinrichtung induktiv erwärmbar ist. Vorteil hierbei ist, dass mittels der induktiven Erwärmung besonders hohe Leistungen zum Erwärmen der Flüssigkeit übertragen werden, da die induktiv erwärmten Wandungsabschnitte des Behälters die Wärmeübergangsflächen bilden und besonders groß gestaltet werden können. Hierzu wird der Behälter zumindest abschnittsweise als elektrischer Leiter ausgebildet, so dass durch die Einkopplung zeitlich veränderlicher Magnetfelder, bspw. Wechselfelder, elektrische Wirbelströme erzeugt werden können, die eine Erwärmung des Behältermaterials bewirken. Bevorzugt kann der Behälter zumindest abschnittsweise zusätzlich ferromagnetische Eigenschaften aufweisen, wodurch sich die induktive Energieübertragung verbessert. Es ist bei einer solchen Ausgestaltung auch nicht erforderlich, induktiv beheizbare Elemente innerhalb des Behälters vorzusehen, welche die induktiv eingekoppelte Energie erst in Wärme umsetzen. Das Behältermaterial kann eine Eisenlegierung, bspw. Stahl, sein. Vorzugsweise ist das Behältermaterial ein nichtrostender Stahl, insbesondere ein Edelstahl. Stähle haben sich als besonders geeignet herausgestellt, da deren mechanische Eigenschaften sehr vorteilhaft bei der Auslegung des Behälters als Druckbehälter sind.
• In Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung wenigstens eine induktiv mit dem Behälter gekoppelte Spule aufweist, die den Behälter mantelseitig umgibt. Hierdurch lässt sich die nutzbare Wärmeübergangsfläche, die durch die Wandung des Behälters gebildet ist, besonders groß ausbilden, wodurch auch die induktiv einkoppelbare Leistung besonders groß wird.
• Als vorteilhaft hat sich ebenfalls herausgestellt, die Heizeinrichtung zwischen dem Zulauf und dem Auslass des Behälters anzuordnen. Vorzugsweise kann der Zulauf unterhalb und der Auslass oberhalb der Heizeinrichtung angeordnet sein. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine besonders gleichmäßige und effiziente Erwärmung der Flüssigkeit, die dann zwischen dem Zulauf und dem Auslass einen Temperaturgradienten mit Schichten unterschiedlicher Temperaturen ausbilden kann, so dass sich die am stärksten erwärmten Anteile der in dem Behälter befindlichen Flüssigkeit aufgrund ihrer geringeren Dichte stets im Bereich des Auslasses befinden.
• Gemäß einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung kann der Auslass bis unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels reichen, welcher sich beim Befüllen des Behälters dadurch einstellt, dass ein Luftpolster im Behälter oberhalb der Flüssigkeit eingeschlossen wird. Der Auslass kann dabei so ausgebildet oder angeordnet sein, dass sich das Luftpolster unterhalb eines, bei vertikaler Anordnung des Behälters, höchsten Punktes des Behälters ausbildet. Insbesondere kann der Auslass als Tauchrohr ausgebildet sein und in die Flüssigkeit eintauchen. Auf diese Weise kann ein Luftpolster innerhalb des Behälters eingeschlossen werden. Das Luftpolster dient einerseits als Druckspeicher zur Aufrechterhaltung des Systemdruckes während der Dampfentnahme. Andererseits kann aus der Flüssigkeit ausfallendes Gas abgeschieden werden, so dass dieses Gas nicht bis zum Dampfauslass gelangt. Anderenfalls könnten Gasblasen in der vor dem Dampfauslass anstehenden Flüssigkeit die Dampfabgabe stören und zu Unregelmäßigkeiten in der Dampfabgabe führen. Zur Regulierung der Größe des Luftpolsters kann der Behälter eine Entlüftungseinrichtung aufweisen, die gleichzeitig auch als Druckentlastungseinrichtung, beispielsweise als Überdruckventil, für den Behälter dienen kann.
• Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinrichtung mit wenigstens einer Temperaturmessung, wenigstens einer Druckmessung und mit der Heizvorrichtung wirkverbunden sein. Dies kann die Einstellung des Arbeitspunktes im Dampfdruckdiagramm der Flüssigkeit erleichtern. Die Temperatur, auf die die Flüssigkeit erwärmt wird, kann dann in Abhängigkeit von dem im Behälter gemessenen Druck eingestellt werden, wodurch eine vorzeitige Verdampfung der Flüssigkeit innerhalb des Behälters vermieden wird.
• In der einfachsten Ausführung kann beispielsweise erst bei Vorliegen eines minimalen Überdruckes, beispielsweise bei 4 bar, eine Aktivierung der Heizeinrichtung erfolgen, so dass gleichzeitig auch eine ausreichende Dampfausbeute am Dampfauslass gewährleistet ist. Abhängig von dem im Behälter anstehenden Druck kann auch der Temperatursollwert angepasst werden, in dessen Abhängigkeit die Heizeinrichtung angesteuert wird. Dies kann die Einstellung des Arbeitspunktes vereinfachen.
• In Weiterbildung dieser Variante kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung mittels eines Hochfrequenzinverters mit der eine Spule aufweisenden Heizvorrichtung verbunden ist. Die zur Ansteuerung der induktiven Heizvorrichtung erforderliche Leistungselektronik kann auf diese Weise von der Steuereinrichtung getrennt ausgeführt werden. Die Leistungselektronik und die Induktionsspule sowie deren Zusammenspiel mit dem induktiv beheizbaren Behälter können somit unabhängig von der Steuereinrichtung aufeinander abgestimmt werden. So kann beispielsweise eine praktisch universelle Steuereinrichtung zum Betreiben unterschiedlich großer Behälter mit unterschiedlichen Heizeinrichtungen verwendet werden.
• Im Rahmen der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass der Behälter eine mit der Steuereinrichtung zusammenwirkende Füllstandsmesseinrichtung aufweist. Mittels der Füllstandsmesseinrichtung kann der im Behälter vorliegende Füllstand und somit die Lage des Flüssigkeitsspiegels ermittelt oder ggf. überwacht werden. In der einfachsten Ausführung ist die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass sich ein Erwärmungsvorgang nur dann in Gang setzen lässt, wenn zu Beginn des Betriebes ein Mindestfüllstand vorliegt. In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass sich ein Erwärmungsvorgang nur dann in Gang setzen lässt, wenn auch ein Höchstfüllstand nicht überschritten ist, so dass ein ausreichend großes Gas- bzw. Luftpolster im Behälter vorliegt. In weiterer Ausgestaltung kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein, eine Entlüftungseinrichtung und/oder das Dampfventil zur Einstellung eines vorgegebenen Füllstandes zu betätigen.
• Unabhängig davon, ob eine Füllstandsmesseinrichtung an der Dampfreinigungsvorrichtung vorgesehen ist oder nicht, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den die Dampfreinigungsvorrichtung mit einem Füllstand zu betreiben, bei welchem der Behälter zu etwa ¾ mit Flüssigkeit gefüllt ist und das Volumen des unter Druck stehenden Luftpolsters das restliche Volumen des Behälters einnimmt.
• Die Dampfreinigungsvorrichtung kann ferner eine an den Auslass anschließende, thermisch isolierte Heißwasserleitung aufweisen, die den Behälter und den Dampfauslass miteinander verbindet. Durch die thermische Isolierung lassen sich Wärmeverluste reduzieren, die bei längeren Übertragungswegen oder bei Betrieb in Außenbereichen auftreten können. Die den Behälter und den Dampfauslass verbindende Heißwasserleitung kann zudem als biegsamer Heißwasserschlauch ausgebildet sein. Dies erlaubt es, den Dampfauslass während des Betriebs zu bewegen, was bei einer manuellen Benutzung des Dampfauslasses oder auch bei maschinell geführten Anwendungen von Vorteil ist.
• Die Dampfreinigungsvorrichtung kann sowohl zur manuellen Bedienung als auch als Teil einer Reinigungsanlage ausgeführt sein. Dazu kann vorgesehen sein, dass der Dampfauslass an einer Pistole zur manuellen Dampfreinigung oder an einer maschinell geführten Reinigungsdüse ausgebildet sein. Die Erfindung lässt sich sowohl für die manuelle Verwendung beispielsweise als ortsfest installierter oder mobiler Dampfstrahlreiniger mit handgeführter Pistole als auch für den Einsatz im maschinellen Umfeld verwenden. Bei letzterem kommt insbesondere die Anwendung in einer Kraftfahrzeugwaschanlage in Frage, die als Kraftfahrzeugwaschstraße oder als Portalwaschanlage mit relativ zu dem Fahrzeug hin- und her beweglichem Waschportal ausgeführt sein kann.
• Somit kann von der Erfindung auch eine Kraftfahrzeugwaschstraße mit umfasst sein, die eine erfindungsgemäße Dampfreinigungsvorrichtung aufweist, wobei der Dampfauslass insbesondere als Rad- bzw. Felgenreinigungseinrichtung ausgebildet werden kann. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich die Vorrichtungsteile zum Erwärmen der Flüssigkeit räumlich getrennt und somit abgeschirmt von den Feuchtraumbedingungen einer Waschstraße anordnen lassen. Die erforderlichen Maßnahmen zum Feuchtigkeitsschutz für die elektronischen Komponenten und auch Abschirmungsmaßnahmen, die einen Benutzer der Waschstraße vor der Einwirkung elektrischer Felder oder elektrischer Spannungen schützen, lassen sich auf diese Weise deutlich reduzieren.
• Die Erfindung kann alternativ zu einer Waschstraße auch ein Waschportal für eine Portalwaschanlage mit umfassen, welches mit einer Dampfreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Die Dampfreinigungsvorrichtung kann aufgrund ihrer raumsparenden Bauweise auch ganz oder teilweise in einem beweglichen Waschportal untergebracht werden und auch hier insbesondere zur Felgenreinigung verwendet werden.
• Zusammengefasst ergeben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere für den Bereich der Kraftfahrzeugreinigung wenigstens die nachfolgenden Varianten:
• Die Dampfreinigungsvorrichtung kann fest in einer Waschstraße installiert werden, wobei das zu reinigende Fahrzeug an dem Dampfauslass vorbeigeführt wird. Der der überwiegende Teil der Dampfreinigungsvorrichtung wird dabei bevorzugt in einem separaten Technikraum untergebracht, so dass nur der Dampfauslass innerhalb der Waschstraße angeordnet werden muss.
• Die Dampfreinigungsvorrichtung kann außerdem vollständig mitfahrend in einem beweglichen Waschportal einer Portalwaschanlage installiert sein. Das zu reinigende Fahrzeug und das Waschportal bewegen sich in einer Portalwaschanlage während des Waschvorgangs relativ zueinander hin und her. Alternativ kann der überwiegende Teil der Dampfreinigungsvorrichtung bevorzugt in einem separaten Technikraum und nur der Dampfauslass in dem Waschportal angeordnet werden.
• Die Dampfreinigungsvorrichtung kann ferner als fest installiertes oder mobiles Dampfreinigungsgerät, mit einer Dampfpistole für eine manuelle Reinigung ausgebildet sein.
• Die erfindungsgemäße Dampfreinigungsvorrichtung hat sich als besonders geeignet für die Reinigung von Fahrzeugrädern- bzw. Felgen erwiesen. Hierbei kann aufgrund der guten Reinigungswirkung des erzeugten Dampfes sogar auf zusätzliche Reinigungsmittel verzichtet werden, was sich als umweltfreundlicher erweist.
• Gemäß Anspruch 12 ist zudem ein Dampfreinigungsverfahren zum Reinigen von Maschinen oder Maschinenteilen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugteilen, insbesondere von Felgen, vorgesehen. Dabei erfolgt die Reinigung mittels aus einer Flüssigkeit erzeugten Dampfes. Das Verfahren zeichnet sich besonders dadurch aus, dass eine Flüssigkeit innerhalb eines Behälters mit Überdruck beaufschlagt und dann, in der flüssigen Phase belassend, auf eine solche Temperatur erwärmt wird, dass die Flüssigkeit erst an einem außerhalb des Behälters befindlichen Dampfauslass verdampft.
• Grundgedanke der Erfindung ist wie bei der erfindungsgemäßen Dampfreinigungsvorrichtung eine Trennung des Ortes der Erwärmung der zu verdampfenden Flüssigkeit und des Ortes der Verdampfung. Die unter Druck stehende Flüssigkeit ist dabei auf eine Temperatur zu erwärmen, die oberhalb der zugehörigen Dampfdruckkurve und oberhalb der Siedetemperatur bei Umgebungsdruck liegt. Die so erwärmte und unter Überdruck stehende Flüssigkeit wird dann im flüssigen Aggregatzustand dem Dampfventil und dem Dampfauslass zugeleitet.
• Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Erwärmung induktiv, bevorzugt durch Hochfrequenzinduktion und dabei bevorzugt im Bereich von 15 kHz bis 25 kHz, insbesondere im Bereich von etwa 20 kHz erfolgt. Induktive Erwärmung, insbesondere Hochfrequenzinduktion hat sich als besonders geeignet herausgestellt, da damit besonders hohe Leistungen übertragen werden können. In den angegebenen Bereichen lassen sich besonders hohe Leistungen bei vergleichsweise geringen Übertragungsverlusten übertragen.
• Zudem hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Flüssigkeit in dem Behälter auf eine Temperatur von etwa 160°C bis etwa 180°C zu erwärmen und dabei mit einem Druck von etwa 8-10 bar zu beaufschlagen. In den angegebenen Bereichen liegt eine besonders gute Reinigungswirkung vor und die erforderlichen Schutzmaßnahmen aufgrund der verwendeten Temperaturen und Drücke lassen sich dennoch kostengünstig umsetzen.
• Ein weiter Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Dampfreinigungsverfahren kann zusätzlich dadurch erreicht werden, dass in dem Behälter ein als Druckspeicher wirkendes Luftpolster eingeschlossen ist. Dies stellt eine einfache Möglichkeit dar, den erforderlichen Systemdruck auf einfache Weise aufrechtzuerhalten und bei der Dampfentnahme auftretende Druckschwankungen auszugleichen.
• Im Rahmen der vorliegend beschriebenen Erfindung wird unter der zu erwärmenden Flüssigkeit beispielsweise Wasser verstanden. Das Wasser kann herkömmliches Trinkwasser oder auch teil- oder vollentsalztes Brauchwasser sein, welches eine geringere Ausbildung von verdampfungsbedingten Ablagerungen, bspw. Kesselstein, zur Folge hat. Alternativ zu einer Teil- oder Vollentsalzung kann das Wasser auch Zusätze enthalten, die die Bildung von Ablagerungen vermindert.
• Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
• Dabei zeigen zum Teil schematisch:
• 1 eine erfindungsgemäße Dampfreinigungsvorrichtung,
• 2 eine Kraftfahrzeugwaschstraße mit einer Dampfreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
• 3 eine Portalwaschanlage mit einer Dampfreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
• 4 eine zweite Variante einer Portalwaschanalage mit einer Dampfreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
• 5 eine abstrahierte Darstellung eines Dampfdruckdiagramms für eine in der Dampfreinigungsvorrichtung verwendete Flüssigkeit, hier Wasser, und
• 6 eine abstrahierte Darstellung des erfindungsgemäßen Dampfreinigungsverfahrens.
• Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden in den nachfolgend dargestellten Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsformen mit Bezugszeichen versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern.
• 1 zeigt eine Dampfreinigungsvorrichtung 1 mit einem Behälter 2 der mit einer Flüssigkeit 30, im vorliegenden Fall mit Wasser, bis zu einem Flüssigkeitsspiegel 10 befüllt ist. Die Befüllung des Behälters 2 erfolgt über einen Zulauf 11, der beispielsweise mit einer unter Druck stehenden Frischwasserleitung verbunden sein kann, so dass sich beim Befüllen des Behälters 2 etwa der in dem Zulauf 11 vorherrschende Druck, bspw. 8-10 bar, innerhalb des Behälters 2 einstellt. Der Behälter 2 ist als Druckbehälter ausgelegt, der derartigen Drücken standhält.
• Der Behälter 2 ist von einer als Spule 3 ausgebildeten, induktiven Heizeinrichtung 29 umgeben. Im vorliegenden Fall ist der Behälter 2 nicht vollständig, sondern nur in seinem Mantelbereich von der Spule 3 umgeben und mit der Spule 3 induktiv gekoppelt.
• Der Behälter 2 ist zumindest abschnittsweise, hier im Bereich der Spule 3 als elektrischer Leiter ausgebildet. Durch mittels der Spule 3 einkoppelbare, zeitlich veränderliche Magnetfelder, bspw. Wechselfelder, sind in den mit der Spule 3 induktiv gekoppelten Bereichen der Wandung des Behälters 2 elektrische Wirbelströme erzeugbar, die eine Erwärmung des Behältermaterials bewirken. Bevorzugt kann der Behälter 2 zumindest abschnittsweise zusätzlich ferromagnetische Eigenschaften aufweisen, wodurch sich die induktive Energieübertragung verbessern lässt. Das Behältermaterial ist bei dem vorliegenden Beispiel eine Eisenlegierung, bspw. Stahl.
• Die Spule 3 ist mittels elektrischer Leitungen 9 an einen Hochfrequenzentwerter 4 angeschlossen, welcher mittels einer Steuerleitung 8 mit einer Steuereinrichtung der Dampfreinigungsvorrichtung 1 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 5 ist über weitere Steuerleitungen 8 mit zwei Einrichtungen für Temperaturmessungen T1 und T2 wirkverbunden und erhält entsprechende Temperatursignale. Die Temperaturmessung T1 ermittelt die Temperatur im Bereich des Zulaufs 11. Der Temperaturwert im Bereich eines Auslasses 12 wird mittels der Temperaturmessung T2 ermittelt.
• Im Bereich des Zulaufs 11 ist zudem ein Rückschlagventil 13 vorgesehen, welches einen Rückfluss von Flüssigkeit 30 aus dem Behälter 2 in Richtung des Zulaufs 11 verhindert. Außerdem ist dem Rückschlagventil 13 noch ein Zulaufventil 14 vorgeschaltet, welches ebenfalls über eine Steuerleitung 8 mit der Steuereinrichtung 5 verbunden ist. Der Zulauf 11 kann zudem mit einer hier nicht gezeigten Flüssigkeitsbehandlungsanlage verbunden sein, die die Flüssigkeit 30 z. B. teilweise oder vollständig entsalzt oder ihr Zusätze zur Entkalkung beimischt. Dies dient der Verminderung verdampfungsbedingter Ablagerungen innerhalb in oder an der Dampfreinigungsvorrichtung 1.
• Ferner ist an dem Behälter 2 eine Füllstandsmesseinrichtung 32 vorgesehen, welche den Flüssigkeitsspiegel 10 innerhalb des Behälters 2 erfasst und den entsprechenden Messwert über eine Steuerleitung 8 an die Steuereinrichtung 5 übermittelt. Im vorliegenden Fall ist die Füllstandsmessung am Boden des Behälters 2 angeordnet. Sie kann aber auch an anderer Stelle des Behälters, beispielsweise im Kopfbereich in der Nähe oder oberhalb des Auslasses 12 angeordnet sein und auf der Grundlage unterschiedlicher Messprinzipien arbeiten. Hierbei kommen beispielsweise die Ermittlung des hydrostatischen Druckes am Boden des Behälters 2 in Frage, aber auch eine Abstandsmessung zwischen dem höchsten Punkt 19 des Behälters und dem Wasserspiegel. Eine solche Abstandsmessung kann beispielsweise mittels einer Ultraschallsonde erfolgen.
• Ferner ist an dem Behälter eine Entlüftungseinrichtung 33 angeordnet, welche über eine Steuerleitung 8 mit der Steuereinrichtung 5 verbunden ist. Die Entlüftungseinrichtung 33 kann alternativ auch autark an dem Behälter 2 vorgesehen und als rein mechanisches Entlüftungs- bzw. Überdruckventil ausgebildet sein. Mittels der Entlüftungseinrichtung 33 kann die Ausprägung eines von der Flüssigkeit 30 in den Behälter 2 eingeschlossenen Luftpolsters 17 reguliert werden, welches von der Flüssigkeit 30 in den Behälter 2 oberhalb des Auslasses 12 eingeschlossen ist. Das Luftpolster 17 kann beispielsweise etwa ein Viertel des Volumens des Behälters 2 einnehmen, wenn der Behälter bis zu dem vorgesehenen Flüssigkeitsspiegel 10 befüllt und unter Druck gesetzt ist.
• Der Auslass 12 ist im vorliegenden Beispiel als ein Tauchrohr 18 ausgebildet, welches in der hier vertikal gezeigten Anordnung in den Behälter 2 von oben bis unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 10 reicht, der sich beim Einschließen des Luftpolsters 17 in dem Behälter 2 oberhalb der Flüssigkeit 30 einstellt.
• Der Auslass 12 ist weiter mit einer Heißwasserleitung 15 verbunden, so dass in dem Behälter 2 erwärmte Flüssigkeit 30 durch das Tauchrohr und die Heißwasserleitung 15 bis zu einem Dampfauslass 31 geleitet wird. An dem Dampfauslass 31 ist ein Dampfventil 7 angeordnet, welches die Heißwasserleitung 15 absperrt und bei Bedarf für eine Dampfentnahme an einer Dampfdüse 6 geöffnet werden kann. Im vorliegenden Beispiel sind die Dampfdüse 6 und das Dampfventil 7 Teil einer Pistole 20, die von einem Benutzer manuell zur Reinigung von Maschinen oder Maschinenteilen geführt werden kann. Eine Dampfentnahme durch den Benutzer erfolgt durch Betätigung eines mit dem Dampfventil 7 verbundenen Druckknopfes 22, so dass es zur Ausbildung eines Dampfstrahls 35 kommt, der dann auf den zu reinigenden Gegenstand gerichtet werden kann.
• Für die vorliegende Ausführungsform zur manuellen Benutzung mittels einer Pistole 20 ist die Heißwasserleitung 15 als Heißwasserschlauch 21 ausgebildet, der einerseits druck- und temperaturstabil ist und andererseits flexibel genug ist, um bei einem handgeführten Einsatz der Pistole eine ausreichende Flexibilität zu gewährleisten. Für den Schutz des Benutzers und auch zur Reduzierung thermischer Verluste kann der Heißwasserschlauch 21 mit einer thermischen Isolierung versehen sein. Alternativ zur manuellen Betätigung kann das Dampfventil 7 auch mittels einer Steuerleitung 8 mit der Steuereinrichtung 5 verbunden sein, die alternativ zu dem Druckknopf 22 oder zusätzlich dazu das Dampfventil 7 öffnet oder eine Öffnung mittels des Druckknopfes 22 bei Bedarf verhindert.
• Beispielsweise kann das Öffnen des Dampfventils 7 mittels der Steuereinrichtung 5 verhindert werden, wenn bestimmte Sicherheitskriterien für den Betrieb der Dampfreinigungsvorrichtung nicht gegeben sind. Andererseits kann vorgesehen sein, dass das Dampfventil 7 durch die Steuereinrichtung 5 ferngesteuert geöffnet und geschlossen wird, so dass ein Eingreifen an dem Dampfauslass 31 durch einen Benutzer nicht erforderlich und somit ein Gefahrenmoment ausgeschlossen ist.
• Wie in den 2, 3 und 4 schematisch dargestellt ist, kann der Dampfauslass auch einen Teil einer Reinigungsmaschine bilden, wobei ein erster Vorrichtungsteil 26, welcher beispielsweise den Behälter 2 mit Anbauteilen, die Steuereinrichtung 5, den Hochfrequenzentwerter 4 und das Zulaufventil 14 einschließt, räumlich getrennt von der jeweiligen Reinigungsmaschine aufgestellt sein kann.
• Gemäß der 2 ist die Reinigungsmaschine als Waschstraße 24 für Kraftfahrzeuge 23 ausgebildet. Der Dampfauslass 31 mit den jeweiligen Dampfdüsen 6 kann hierbei insbesondere zur Reinigung von Felgen 27 des Kraftfahrzeugs 23 verwendet werden. Dabei bewegt sich das Kraftfahrzeug 23 mit einer vorgegebenen Bewegung 28 durch die Waschstraße 24 hindurch und wird beim Passieren der Dampfdüsen 6 im Bereich seiner Felgen 27 durch Bedampfung gereinigt.
• Gemäß der 3 ist die Reinigungsmaschine als ein Waschportal 25 einer Portalwaschanlage für Kraftfahrzeuge 23 ausgebildet. Hierbei werden das Kraftfahrzeug 23 und ein Waschportal 25 relativ zueinander hin und her bewegt. Beim Passieren des Waschportals 25 erfolgen unterschiedliche Reinigungsschritte. So kann die Dampfreinigungsvorrichtung 1 beim Passieren der Kraftfahrzeugfelgen eine dampfgestützte Felgenreinigung vornehmen. Bei der Ausführungsform gemäß der 3 sind lediglich die Dampfdüsen 6 als Teil des beweglichen Waschportals 25 ausgeführt und der erste Vorrichtungsteil 26 sowie das Dampfventil 7 ortsfest vorgesehen. Hierbei muss die Heißwasserleitung 15 so flexibel sein, dass diese die Waschbewegung 28 des Waschportals ausgleicht.
• In der alternativen Ausführungsform einer Portalwaschanlage mit einem Waschportal 25 gemäß der 4 kann die Dampfreinigungsvorrichtung 1 sogar in das bewegliche Waschportal 25 integriert werden und zusammen mit Waschportal 25 die Bewegung 28 entlang des Fahrzeugs 23 mitmachen. Auf diese Weise ist es lediglich erforderlich, die bereits in einem bekannten Waschportal 25 enthaltenen elektrischen Anschlüsse sowie die Wasserversorgung mit der Dampfreinigungsvorrichtung 1 zu verbinden und dann durch Installation eines entsprechenden Dampfauslasses 31 mit dem Dampfventil 7 und den Dampfdüsen 6 eine dampfgestützte Felgenreinigung vorzusehen.
• Hierbei ist denkbar, die wiederholte Waschbewegung 28 entlang des Kraftfahrzeugs 23 auszunutzen und jeweils eine Felge 27 des Kraftfahrzeugs 23 beim Vorbeifahren des Waschportals 25 zu reinigen. Auf diese Weise kann die Dampfreinigungsvorrichtung 1 so klein ausgelegt werden, dass lediglich eine ausreichende Dampfmenge für die Reinigung einer einzigen Felge oder für die Reinigung von zwei Felgen 27 gleichzeitig bereitgestellt werden muss.
• Entsprechend kann ein für eine Portalwaschanlage angepasstes Dampfreinigungsverfahren das Ausführen von Waschbewegungen 28 entlang des Kraftfahrzeugs 23 umfassen, wobei jeweils für die Reinigung einer einzelnen Felge oder die Reinigung der Felgen einer einzigen Achse eine vorbestimmt Menge an Flüssigkeit 30 in dem Behälter 2 erwärmt wird, um dann beim Halt des Waschportals 25 an der entsprechenden Stelle des Kraftfahrzeugs 23 eine Dampfreinigung der Felge 27 vorzunehmen.
• Bei der Eingliederung der Dampfreinigungsvorrichtung 1 in eine maschinelle Reinigungsanlage, wie beispielsweise die vorstehend beschriebenen Waschportale 25 oder die Waschstraße 24 wird die Steuereinrichtung 5 der Dampfreinigungsvorrichtung 5 mit einer Steuerung der maschinellen Reinigungsanlage verbunden, so dass die Dampfreinigungsanlage 1 allgemein und die Dampfabgabe im Besonderen in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der maschinellen Reinigungsanlage gesteuert wird. So kann beispielsweise die Heizvorrichtung erst dann in Betrieb gesetzt werden, wenn ein entsprechendes Waschprogramm mit dampfbasierter Felgenreinigung angewählt und aktiviert wurde. Bei anderen Waschprogrammen kann die Dampfreinigungseinrichtung 1 zur Energieeinsparung abgeschaltet werden.
• Die 5 zeigt eine abstrahierte Darstellung eines Dampfdruckdiagramms 39 mit einer logarithmisch eingeteilten Y-Achse, auf die die im Behälter 2 vorherrschenden Druckwerte eingetragen sind, und einer X-Achse 50 mit normaler Unterteilung, auf die die Temperaturwerte aufgetragen sind.
• In dem Dampfdruckdiagramm 39 ist die Dampfdruckkurve 45 eingezeichnet und erstreckt sich zwischen dem durch die Grenzlinie 43 festgelegten Tripelpunkt 44 und dem kritischen Punkt 47, der durch die Grenzlinie 48 festgelegt ist.
• Das vorliegende Dampfdruckdiagramm 39 ist an die Gegebenheiten bei reinem Wasser angelehnt und soll verdeutlichen, in welchem Druck und Temperaturbereich die in dem Behälter 2 enthaltene Flüssigkeit 30 mittels der Steuereinrichtung 5 und der Heizeinrichtung 29 eingeregelt bzw. gesteuert wird. Im Dampfdruckdiagramm 39 rechts von der Grenzlinie 48 beginnt der Bereich des überhitzten Dampfes 49, der für die Zwecke des vorliegenden Ausführungsbeispiels vernachlässigt werden kann. Ebenso der Bereich im Dampfdruckdiagramm 39 links der Grenzlinie 43, in welchem die Flüssigkeit 30 als Feststoff 42 vorliegt. Die für die Ausführung der vorliegenden Erfindung wesentlichen Bereiche des Dampfdruckdiagramms 39 sind die Bereiche oberhalb und unterhalb der Dampfdruckkurve 45, wobei im Bereich oberhalb der Dampfdruckkurve 45 die flüssige Phase 41 und im Bereich unterhalb der Dampfdruckkurve 45 die Dampfphase 46 vorliegt.
• In der 6 ist schematisch das erfindungsgemäße Dampfreinigungsverfahren 34 skizziert, welches im Wesentlichen aus dem Schritt des Erwärmens 36 der Flüssigkeit 30 innerhalb des Behälters 2, dem Zuleiten 37 der erwärmten Flüssigkeit 30 zu dem Dampfauslass 31 und dem Entspannen 38 der erwärmten Flüssigkeit 30 an dem Dampfauslass 31 besteht. Unter dem Entspannen 38 am Dampfauslass 31 ist zu verstehen, dass die unter Druck stehende und erwärmte Flüssigkeit 30 am Dampfauslass aus der Dampfreinigungsvorrichtung 1 austritt und unter der Einwirkung des Druckabfalls auf Umgebungsdruck erst am Dampfauslass 31 verdampft.
• Anhand der 1, 5 und 6 wird nachstehend die Durchführung des Dampfreinigungsverfahrens 34 und der damit verbundene Betrieb der Dampfreinigungsvorrichtung 1 näher erläutert werden.
• Zunächst wird die Dampfreinigungsvorrichtung 1 an der Steuereinrichtung 5 mit leerem Behälter 2 in Betrieb genommen. Sobald die Dampfreinigungsvorrichtung 1 eingeschaltet wird, bewirkt die Steuereinrichtung 5 mittels der Steuerleitung 8 das Öffnen des Zulaufventils 14, so dass, im vorliegenden Beispiel Frischwasser durch den Zulauf 11 über das Rückschlagventil 13 in den Behälter 2 eintreten kann. Die hier als Frischwasser vorliegende Flüssigkeit 30 tritt dann in den Behälter 2 ein, und der Flüssigkeitsspiegel 10 steigt an. Der Flüssigkeitsspiegel 10 wird dann soweit angehoben, dass wenigstens der als Tauchrohr 18 ausgebildete Ablauf 12 bedeckt ist, so dass aus dem Behälter 2 nur Flüssigkeit in die Heißwasserleitung 15 eintreten kann.
• Während des Befüllvorganges kann das Dampfventil 7 zur Entlüftung des Behälters 2 und zur Entlüftung der Heißwasserleitung 15 so lange geöffnet sein, bis Frischwasser aus der Dampfdüse 6 austritt. Danach wird das Dampfventil 7 geschlossen, so dass sich der an dem Zulauf 11 anstehende Flüssigkeitsdruck 11, beispielsweise 8 bis 10 bar, in dem Behälter 2 einstellt. Beim Einstellen dieses Druckes wird das Luftpolster 17 oberhalb des Wasserspiegels 10 in dem Behälter 2 eingeschlossen und soweit komprimiert, bis der am Zulauf 11 anstehende Druck auch in dem Behälter 2 anliegt. Das Luftpolster 17 dient dabei als eine Art Druckspeicher, der Druckschwankungen bei Entnahme von Flüssigkeit 30 aus dem Behälter 2 auf Grund seiner Kompressibilität leicht ausgleichen kann.
• Sobald der gewünschte Flüssigkeitsspiegel 10 innerhalb des Behälters 2 eingestellt ist, kann die Heizeinrichtung 29 in Betrieb genommen werden. Die als Spule 3 ausgebildete Heizeinrichtung 29 beheizt dabei induktiv die Behälterwandung und wird dazu von dem durch die Steuereinrichtung 5 gesteuerten Hochfrequenzinverter 4 mit einer hochfrequenten elektrischen Spannung beaufschlagt. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist unter Hochfrequenzspannung eine Spannung bei Frequenzen im kHz-Bereich zu verstehen, bevorzugt im Bereich von 15 bis 25 kHz, insbesondere im Bereich von etwa 20 kHz. Die im vorliegenden Beispiel übertragbaren Leistungen liegen bei etwa 20 kW bis 50 kW, insbesondere bei etwa 30 kW, mit denen ein Behälter mit einem Fassungsvermögen von etwa 50 bis 60 Litern erwärmt werden kann.
• Die Innenflächen des Behältermantels übertragen die in der Behälterwandung induzierte Wärme auf die im dem Behälter 2 enthaltene Flüssigkeit 30 und erwärmen diese für die spätere Dampferzeugung auf eine Temperatur, die oberhalb der Siedetemperatur bei Umgebungsdruck liegt und gleichzeitig in einem Arbeitspunkt 51 im Dampfdruckdiagramm 39 liegt. Der Arbeitspunkt 51 liegt im Bereich der flüssigen Phase 41, also oberhalb der Dampfdruckkurve 45. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass es einerseits innerhalb des Behälters 2 der Heißwasserleitung 15 zu keiner Dampferzeugung kommt. Erst im Bereich des Dampfauslasses 31, in welchem die erwärmte und unter Druck stehende Flüssigkeit 30 an die Umgebung abgeben wird, kommt es auf Grund des Druckabfalls zur Dampfentwicklung.
• Ein besonderer Vorteil dieser Vorrichtung ist es, dass die Heißwasserleitung 15 auf diese Weise verhältnismäßig klein ausgebildet werden kann, da für eine vergleichsweise große, am Dampfauslass 31 austretende Dampfmenge nur eine relativ kleine Flüssigkeitsmenge durch die Heißwasserleitung 15 transportiert werden muss. Da die Flüssigkeit 30 auf Grund ihrer flüssigen Phase eine höhere Wärmekapazität aufweist, sind auch die an der Heißwasserleitung 15 auftretenden Wärmeverluste deutlich geringer als bei einer entsprechend langen Dampfleitung.
• Innerhalb des Behälters 2, der am unteren Ende über den Zulauf 11 mit frischer Flüssigkeit 30 versorgt wird, und aus welchem die erwärmte Flüssigkeit 30 am Auslass 12 austritt, bildet sich insbesondere durch die mantelseitig vorgesehene Heizeinrichtung 29 ein von unten nach oben ansteigender Temperaturgradient 16 aus. Auf diese Weise entstehen innerhalb des Behälters 2 unterschiedliche Flüssigkeitsschichten mit von unten nach oben ansteigende Temperatur, so dass stets die am stärksten erhitzten Flüssigkeitsanteile direkt am Auslass 12 des Behälters 2 anliegen. So kann bei einer nur geringen Dampfentnahme bevorzugt auch die Leistung der Heizeinrichtung 29 herabgesetzt bzw. die Heizeinrichtung 29 zwischenzeitlich abgeschaltet werden, wenn ausreichend erwärmte Flüssigkeit im Bereich des Auslasses 12 zur Verfügung steht. Kommt es jedoch zu einer Dampfentnahme im größeren Umfang, kann die Heizeinrichtung 29 auch länger, mit höherer Leistung oder auch dauerhaft betrieben werden, so dass auch Flüssigkeiten in unteren Schichten bereits die erforderliche Temperatur erhalten. Zur Einstellung der erforderlichen Heizleitung kann dann beispielsweise neben dem Temperaturmesswert aus der Temperaturmessung T2 am Auslass 12 auch die Temperaturmessung T1 am Zulauf 11 herangezogen werden.
• Beim Öffnen des Dampfventils 7 tritt erwärmte und unter Druck stehende Flüssigkeit durch das Dampfventil 7 hindurch und zur Dampfdüse 6, an der dann der Übergang zum Umgebungsdruck und die Dampfbildung stattfindet. Denkbar ist auch, die Dampfdüse 6 und das Dampfventil 7 zu einem einzigen Bauteil zusammenzufassen, so dass das Dampfventil 7 bereits den Übergang zum Umgebungsdruck bildet und damit den Teil des Dampfauslasses 31, an welchem zu der Bildung des Dampfes kommt.
• Sobald das Dampfventil 7 geöffnet ist und ein Volumenstrom der Flüssigkeit 30 durch den Auslass 12 und die Heißwasserleitung 15 aus dem Behälter 2 herausläuft, gleicht zunächst das unter Druck stehende Luftpolster 17 das entnommene Volumen der Flüssigkeit 30 aus. Gleichzeitig sinkt durch die Ausdehnung des Luftpolsters 17 der in dem Behälter 2 vorherrschende Druck. Sobald der im Behälter 2 vorherrschende Druck unter den am Zulauf 11 anliegenden Druck fällt, öffnet sich das Rückschlagventil 13 und füllt das entnommene Volumen der Flüssigkeit 30 in den Behälter 2 nach. Dies erfolgt so lange, bis das Luftpolster 17 erneut soweit komprimiert ist, dass es unter dem am Zulauf 11 anstehenden Druck steht, so dass sich auf Grund der fehlenden Druckdifferenz das Rückschlagventil 13 wieder schließt. An dieser Stelle sei ergänzend erwähnt, dass der am Zulauf 11 anstehende Druck der Flüssigkeit 30 bei Bedarf durch eine am Zulauf 11 vorgesehene Druckerhöhungseinrichtung auf den gewünschten Druck eingestellt werden kann.
• Zur Einstellung der Größe des Luftpolsters 17 kann die Entlüftungseinrichtung 33 betätigt werden, um überschüssige Luft des Luftpolsters 17 aus dem Behälter 2 zu entlassen. Dies kann von Zeit zu Zeit erforderlich werden, wenn sich gelöste Gase aus der erwärmten Flüssigkeit 30 herauslösen und im oberen Bereich des Behälters 2 im Luftpolster 17 ansammeln. Damit erfüllt das Luftpolster 17 nicht nur die Funktion eines Druckspeichers, sondern auch die Funktion einer Abscheidevorrichtung für aus der Flüssigkeit 30 ausfallendes Gas, so dass dieses Gas innerhalb des Luftpolsters 17 eingefangen wird und keine oder nur geringe Anteile des ausfallenden Gases in den Auslass 12 und in die Heißwasserleitung 15 eintreten. Darin eintretendes Gas kann zu Störungen in der Dampfbildung führen, beispielsweise zu einer kurzzeitigen Unterbrechung oder einem „Stottern“ in einem erzeugten Dampfstrahl 35.
• Zur Vermeidung der Bildung von Kesselstein und von Kalkablagerungen, kann die Flüssigkeit 30 dauerhaft oder zeitweise mit einem Entkalkungszusatz versetzt sein.
• Die bevorzugte Regeltemperatur an der Temperaturmessung 2 im Bereich des Auslasses 12 liegt bei etwa 160 bis etwa 180°C und hat sich insbesondere für die Reinigung von Kraftfahrzeugfelgen als besonders vorteilhaft erwiesen.
• Als elektrische und elektromagnetische Schutzmaßnahme kann vorgesehen sein, dass die für die Induktionserwärmung erforderliche Spule 3 im Bereich des Behälters 2 einzementiert und/oder mit einer zusätzlichen Abschirmung versehen wird.
• Außerdem kann der gesamte Vorrichtungsteil 26 räumlich getrennt in einer weiteren Einhausung zur Abschirmung vorgesehen ein, so dass einerseits keine oder kaum Feuchtigkeitseinwirkungen auf die elektrischen Komponenten einwirken und andererseits elektromagnetische Felder, die auf Grund der Ansteuerung der Spule 3 entstehen, an einer Einwirkung auf den Benutzer gehindert werden. So kann ein separates Gehäuse oder ein separater Technikraum in einer Anlage vorgesehen werden, in welchem der Vorrichtungsteil 26 mit den darin enthaltenen Vorrichtungskomponenten untergebracht sind. Die Dampfreinigungsvorrichtung 1 kann auch als mobiles Dampfreinigungsgerät ausgeführt sein, bei welchem der Vorrichtungsteil 26 in einem mobilen Gehäuse untergebracht ist. Insoweit kann der in der 1 mit dem Bezugszeichen 26 versehene Rahmen auch als fest installiertes oder mobiles Gehäuse oder als separater Technikraum verstanden werden.
• Neben der Reinigung von Kraftfahrzeugfelgen 27 ist es auch denkbar, eine Dampfreinigung anderer Kraftfahrzeugteile vorzunehmen. Hierbei kann die im Behälter 2 erzeugte Temperatur T2 am Auslass 12 bedarfsweise herabgesetzt werden, um die durch den Dampf auf das zu reinigende Bauteil einwirkende thermische Energie bei Bedarf herabzusetzen. Dies kann insbesondere erforderlich sein, wenn anstelle von temperaturresistenten Kraftfahrzeugfelgen Kunststoffteile einer Kraftfahrzeugkarosserie gereinigt werden sollen.
• Bezugszeichenliste

1

Dampfreinigungsvorrichtung

2

Behälter

3

Spule

4

Hochfrequenzinverter

5

Steuereinrichtung

6

Dampfdüse

7

Dampfventil

8

Steuerleitung

9

Elektrische Leitung

10

Flüssigkeitsspiegel

11

Zulauf

12

Auslass

13

Rückschlagventil

14

Zulaufventil

15

Heißwasserleitung

16

Temperaturgradient

17

Luftpolster

18

Tauchrohr

19

höchster Punkt

20

Pistole

21

Heißwasserschlauch

22

Druckknopf

23

Kraftfahrzeug

24

Waschstraße

25

Waschportal

26

Erster Vorrichtungsteil

27

Felge

28

Bewegung, Waschbewegung

29

Heizeinrichtung

30

Flüssigkeit

31

Dampfauslass

32

Füllstandsmesseinrichtung

33

Entlüftungseinrichtung

34

Dampfreinigungsverfahren

35

Dampfstrahl

36

Erwärmen

37

Zuleiten

38

Entspannen

39

Dampfdruckdiagramm

40

Y-Achse (Druck, logarithmisch)

41

Flüssigkeit

42

Feststoff

43

Grenzlinie

44

überhitzter Dampf

45

Dampfdruckkurve

46

Dampf

47

Kritischer Punkt

48

Grenzlinie

49

überhitzter Dampf

50

X-Achse (Temperatur)

51

Arbeitspunkt

T1

Temperaturmessung Zulauf

T2

Temperaturmessung Auslass

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 10209465 A1 [0003]
• WO 2015/169943 A2 [0004]
• WO 2014/012578 A1 [0005]
• DE 3223193 A1 [0006]
• DE 102006046408 A1 [0007]
• DE 102008017597 A1 [0008]
• EP 0788725 B1 [0009]
• DE 1621633 B1 [0010]
• DE 10109251 C1 [0011]

Claims (15)

1. Dampfreinigungsvorrichtung (1) zum Reinigen von Maschinen oder Maschinenteilen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugteilen, insbesondere von Felgen, mittels an einem Dampfauslass (31) austretenden Dampfes, mit einem mittels einer Heizeinrichtung (29), vorzugsweise einer induktiven Heizeinrichtung (29), beheizbaren und mit Überdruck beaufschlagbaren Behälter (2), der eingangsseitig mit einem Zulauf (11) für Flüssigkeit (30) und ausgangsseitig mit dem Dampfauslass (31) verbunden ist, wobei der Durchgang zu dem Dampfauslass (31) mittels eines Dampfventils (7) wahlweise absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) über einen Auslass (12) für die erwärmte Flüssigkeit (30) mit dem Dampfventil (7) und dem Dampfauslass (31) in Fluidverbindung steht, und dass eine die Heizeinrichtung (29) ansteuernde Steuereinrichtung (5) vorgesehen ist, welche zum Steuern oder Regeln der Temperatur in dem Behälter (2) ausgebildet ist, derart, dass eine Verdampfung der Flüssigkeit (30) erst am Dampfauslass (31) erfolgt.
2. Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) mittels der Heizeinrichtung (29) induktiv erwärmbar ist.
3. Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (29) wenigstens eine induktiv mit dem Behälter (2) gekoppelte Spule (3) aufweist, die den Behälter (2) mantelseitig umgibt.
4. Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (29) zwischen dem Zulauf (11) und dem Auslass (12) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Zulauf (11) unterhalb und der Auslass (12) oberhalb der Heizeinrichtung (29) angeordnet ist.
5. Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (12) bis unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels (10) reicht, der sich beim Einschließen eines Luftpolsters (17) im Behälter (2) einstellt.
6. Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) mit wenigstens einer Temperaturmessung (T2), wenigstens einer Druckmessung und mit der Heizvorrichtung (29) wirkverbunden ist.
7. Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) mittels eines Hochfrequenzinverters (4) mit der eine Spule (3) aufweisenden Heizvorrichtung (29) verbunden ist.
8. Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) eine mit der Steuereinrichtung (5) zusammenwirkende Füllstandsmesseinrichtung (32) aufweist.
9. Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der a. Dampfauslass (31) an einer Pistole (20) zur manuellen Dampfreinigung oder b. an einer maschinell geführten Reinigungsdüse (6) ausgebildet sein.
10. Kraftfahrzeugwaschstraße (24) mit einer Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfauslass (31) insbesondere als Rad- bzw. Felgenreinigungseinrichtung ausgebildet ist.
11. Waschportal (25) für eine Portalwaschanlage mit einer Dampfreinigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Dampfreinigungsverfahren (34) zum Reinigen von Maschinen oder Maschinenteilen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugteilen, insbesondere von Felgen, mittels aus einer Flüssigkeit (30) erzeugten Dampfes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeit (30) innerhalb eines Behälters (2) mit Überdruck beaufschlagt und dann, in der flüssigen Phase belassend, auf eine solche Temperatur erwärmt wird, dass sie erst an einem außerhalb des Behälters (2) befindlichen Dampfauslass (31) verdampft.
13. Dampfreinigungsverfahren (34) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung induktiv, vorzugsweise durch Hochfrequenzinduktion, insbesondere Hochfrequenzinduktion im Bereich von etwa 20 kHz, erfolgt.
14. Dampfreinigungsverfahren (34) nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (30) auf eine Temperatur von etwa 160°C bis etwa 180°C erwärmt und dabei mit einem Druck von etwa 8-10 bar beaufschlagt wird.
15. Dampfreinigungsverfahren (34) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter (2) ein als Druckspeicher wirkendes Luftpolster (17) eingeschlossen ist.

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