DE3038275A1 - Einrichtung zur waermerueckgewinnung an metallreinigungsmaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Wärmerückgewinnung an
• Metallreinigungsmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wårmerückgewinnung an MetallreinigungsmaschinenS , die mit einem Sammelbehälter für die Reinigungsflüssigkeit und mit einem einen Tropfenabscheider aufweisenden Kondensator zur Rückgewinnung der Reinigungsflüssigkeit aus den sich in der Maschine bildenden Schwaden versehen sind.
• Es ist bereits bekannt, bei Metallreinigungsmaschinen die im Behandlungsraum entstehenden Schwaden abzuziehen und mit Hilfe von Tropfenabscheidern und/oder einem Berieselungskühler den Flüssigkeitsanteil aus den Schwaden auszusondern, oder mit Kühlwasser niederzuschlagen bevor die Schwadenluft ins Freie abgegeben wird. Da in den Metallreinigungsmaschinen mit erwärmter Flüssigkeit gearbeitet wird, wird mit den Schwaden auch ein beachtlicher Teil an Wärmeenergie abgezogen, der mit der austretenden erwärmten Schwadenluft der Einrichtung verlorengeht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an Metallreinigungsmaschinen zu schaffen, mit welcher die Schwadenwärme sowie das Kondensat rückgewonnen werden können.
• Die gestellte Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Schwadenkondensator ein mit einer Wärmepumpe gekoppelter Verdampfer angeordnet ist und der Kreislauf der Wärmepumpe über mindestens einen von Reinigungsflüssigkeit durchströmten Wärmetauscher geführt ist. Als Wärmepumpe kann zweckmäßig eine auch an -sich bekannte Kältemaschine vorgesehen sein.
• Durch den Einsatz einer Wärmepumpe in Form einer Kältemasöhine läßt sich bei einer gedrängten Bauweise der Einrichtung eine wesentlich wirksamere Rückgewinnung der Schwadenwärme bei hohem Temperaturniveau erreichen, als dies mit einfachen, beispielsweise mit Leitungswasser gekühlten Wärmetauschern, durch welche die Schwadenluft hindurch abgezogen wird, erzielbar wäre.
• Die rückgewonnene Schwadenwärme läßt sich in erster Linie zum Aufheizen der Reinigungsflüssigkeit direkt verwenden, kann aber auch zum Vorwärmen von Zusatzflüssigkeit, zum Betrieb von Flüssigkeitsabscheidern im System oder zur Vorwärmung der in die Reinigungsmaschine eintretenden Luft verwerten werden. So kann beispielsweise der Kältemittelkreislauf einer erfindungsgemäß mit einer Kältemaschine ausgerüsteten Einrichtung über einen von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten ersten Wärmetauscher, einen von Ergänzung-Reinigungsflüssigkeit durchflossenen zweiten Wärmetauscher, einen Flüssigkeitsabscheider, einen Kältemitteltrockner und den Verdampfer im Schwadenkondensator geführt sein Eine erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung läßt sich vorteilhafterweise als Zusatzeinrichtung mit einem gesonderten Gehäuse ausbilden. Diese Zusatz einrichtung kann auf oder neben einer Metallreinigungsmaschine angeordnet werden Der Anschluß an die Metallreinigungsmaschine erfolgt dann über eine Anschlußöffnung für einen von der Metallreinigungsmaschine kommenden Schwadenabzugskanal, und es sind eine Luftaustrittsöffnung sowie äußere Rohranschlüsse fürm Reinigungsflüssigkeitsleitungen vorgesehen. Die Einrichtung eignet sich auch für andere Anlagen, wo eine Schwadenbildung auftritt0 Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmerückgewinnungseinrichtung für Metallreinigungsmaschinen anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
• Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine als Zusatzgerät ausgebildete und neben einer Metallreinigungsmaschine anordenbare Einrichtung zur Rückgewinnung der Schwadenwärme mit einem schematisierten Längsschnitt durch das Einrichtungsgehäuse; Fig. 2 ein Funktionsschema der Einrichtung, in welchem die einzelnen Einrichtungsteile in ihrer Beziehung zueinander dargestellt sind.
• In Fig.1 ist die Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10 als gesondertes Zusatzgerät neben dem eine Reinigungskammer 12 aufweisende, mit strichpunktierten Linien angedeuteten Teil einer Metallreinigungsmaschine 11 dargestellt. In dem mit einer wärmeisolierten Außenwandung 13 versehenen Gehäuse der Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10 sind im oberen Teil eine Anschlußöffnung 14 für einen mit strichpunktierten Linen angedeuteten Schwadenabzugskanal 15 ausgebildet, über welchen von einer Schwadenabzugsöffnung 16 der Metallreinigungsmaschine 11 in Richtung der eingezeichneten Pfeile 10 die in der Reinigungskammer 12 entstehenden Dampfschwaden zur Rückgewinnungseinrichtung geleitet werden. Der hierzu benötigte Saugluftstr6m wird mittels eines im oberen Teil des Gehäuses der Rück gewianungseinrichtung 10 angeorineten Ventilators 18 erzielt, der die Abluft in Richtung des eingetragenen Pfeiles 19 durch eine obere Öffnung 20 der Rückgewinnungseinrrchtung 10 ins Freie fördert. Die angesaugten Schwadendämpfe gelangen von der Anschlußöffnung 14 in den Bereich eines im Kreislauf einer im unteren Teil des Gehäuses der RückgelJinnungseRarichtung 10 angeordneten Kältemaschine 22 liegenden Verdampfers 21, der eine Kondensation der in den Dampfschwaden enthaltenen Flüssigkeit bewirkt. In dem darunter befindlichen Kondensatsammelraum 23 erfolgt eine Umlenkung des Luftstromes nach oben. Der Luftstrom passiert dann zwei hintereinander geschaltete Tropfenabscheider 24, bevor er vom Ventilator 18 erfaS3t wird und durch die Öffnung 20 ins Freie gelangt. Die kondensierte Flüssigkeit fließt aus dem Kondensatraum 23 uber eine Rücklaufleitung 25 in einen in der Metallreinigungsmaschine 11 angeordneten Reinigungsflüssigkeits-Sammeltank 26.
• Tm unteren Teil des Gehäuses der Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10 befindet sich neben der Kältemaschine 22 noch eine Reinigungsmittel-Umwälzpumpe 27. Mit ihr wird über eine Tberbindungsleitung 28 und einen Rohranschluß 29 des Gehäuses aus dem Sammeltank 26 Reinigungsflüssigkeit entnommen und in einen im mittleren Teil des Gehäuses der Rückgewinnungseinrichtung 10 angeordneten ersten Wärmetauscher 30 gefördert, aus welchem sie über eine Rückflußleitung 31 in den Sammeltank 26 zurückgeführt wird. Das Zusammenwirken der einzelnen Einrichtungsteile wird nachfolgend anhand der Fig.2 näher erläutert.
• Im mittleren Teil des Gehäuses der Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10 befindet sich nach ein zweiter Wärmetauscher 32, der in eine mittels eines Hahnes 33 verschließbare Reinigungsmittel-Ergänzungsleitung 34 gelegt ist, die über ein schwimmergesteuertes Ventil 35 in den Sammeltank 26 führt.
• Im Gehäuse der Rückgewinnungseinrichtung 10 ist auch der gesamte elektrische Versorgungs- und Steuerteil der Einrichtung untergebracht, wie in Fig.1 durch ein Innengehäuse 36 angedeutet ist.
• Fig. 2 zeigt den Funktionszusammenhang der einzelnen Teile der Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10.
• Neben den bereits in Fig.1 bezeichneten Einrichtungsteilen, dem Schwadenabzugskanal 15, dem mittels eines Elektromotor 37 betriebenen Ventilator 18, dem Verdampfer 21, dem Tropfenabscheider 24, dem Sammeltank 26 für die Reinigungsflüssigkeit, der Kältemaschine 22, dem ersten Wärmetauscher 30 mit der zugehörigen Umwälzpumpe 27 und dem zweiten Wärmetauscher 32 sind als weitere Einrichtungsteile ein Kühlmittelsammler 38, ein mit einem Wärmetauscher gekoppelter Flüssigkeitsabscheider 39, ein KEltemitteltrockner 40, ein Expansionsventil 41, ein elektrisch gesteuertes Ventil 42 und ein Schauglas 43 sowie ein Kondensatorthermostat 44 dargestellt. Außerdem ist im Reinigungsflüssigkeits-Sammeltank 26 eine Grundlastheizung 45 mit zugehörigem Stromversorungsteil 46 dargestellt.
• Die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Einrichtungsteilen sind nur teilweise bezeichnet. Der Kältemittelkreislauf der als Wärmepumpe wirkenden Kältemaschine 22 ist zur Unterscheidung von den Reinigungsflüssigkeit führenden Leitungen mit einer relativ dicken gestrichelten Linie eingezeichnet. Er führt in Richtung der eingetragenen Pfeile von der Kältemaschine 22 über den ersten Wärmetauscher 30, den Kältemittelsammler 38, den zweiten Wärmetauscher 32, den mit einem Wärmetauscher gekoppelten Flüssigkeitsabscheider 39, den Kältemitteltrockner 40, das Ventil 42, das Schauglas 43 und das Expansionsventil 41 inden Verdampfer 21 und zurUck über den kombinierten Wärmetauscher-Flüssigkeitsabscheider 39 wieder zur Kältemaschine 22. Die bei der Kondensation der Reinigungsflüssigkeit aus den Schwaden im Verdampfer 21 entzogene Wärme wird über den ersten Wärmetauscher 50 der durch die Pumpe 27 umgewälzten, im Sammeltank 26 enthaltenen Reinigungsflüssigkeit und über den zweiten Wärmetauscher 32 auch der über die Leitung 34 dem Sammeltank 26 zugeführten Ergänzungsflüssigkeit zu deren Aufwärmung zugeführt, so daß die aus der Öffnung 20 austretende Umluft etwa auf Raumtemperatur abgekühlt ist. Entsprechend weniger Energie muß der Grundlastheizung 45 zum Aufheizen der Reinigungsflüssigkeit auf ihre Behandlungstemperatur zugeführt werden.
• Auch muß durch die Rückführung 25 des Schwaden-Kondensats in den Reinigungsflüssigkeits-Sammeltank weniger Ergänzungswasser zugeführt werden.
• L e e r s e i t e

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Einrichtung zur Wärmerückgewinnung an Metallreinigungsmaschinen, die mit einem Sammelbehälter für die Reinigungsflüssigkeit und mit einem einen Tropfenabscheider aufweisenden Kondensator zur Rückgewinnung der Reinigungsflüssigkeit aus den sich in der Maschine bildenden Schwaden versehen sind dadurch gekennzeichnet 9 daß im Schwaden-Kondensator ein mit einer Wärmepumpe (22) gekoppelter Verdampfer (21) angeordnet ist und der Kreislauf der Wärmepumpe (22) über mindestens einen von Reinigungsflüssigkeit durchströmten Wärmetauscher (30) geführt ist0 2. Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmepumpe eine auch an sich bekannte Kältemaschine (22) vorgesehen ist.

   3. Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet9 daß der Kältemittelkreislauf über einen von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten ersten WSrmetauscher (30), einen von Ergänzungs-Reinigungsflüssigkeit durchflossenen zweiten Wärmetauscher (32), einen Flüssigkeitsabscheider (39)7 einen Kältemitteitrockner (40) und den Verdampfer (21) im Schwadenkondensator geführt ist.

   4. Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zusatzeinrichtung mit einem gesonderten Gehäuse ausgebildet ist, das eine Anschlußöffnung (14) für einen von der Metallreinigungsmaschine (11) kommenden Schwadenabzugskanal (15) und ene Luftaustrittsöffnung (20) sowie äußere Rohranschlüsse (z.B. 29) für Reinigungsflüssigkeitsleitungen (z.B. 28, 31, 34, 25) aufweist.

   5. Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein neben oder auf der Metallreinigungsmaschine (11) angeordnetes Gehäuse (10) aufweist, das in einem oberen Teil den Verdampfer-bestückten Kondensator (Teile 21, 24,- 18), in seinem unteren Teil die Wärmepumpe (Kältemaschine 22) und in seinem mittleren Teil die von Reinigungsflüssigkeit durchströmten Wärmetauscher (30, 32)- aufweist.

   6. Schwadenwärme-Rückgewinnungseierichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in Reihe mit einem Wärmetauscher (30) geschaltete UmwSlzpumpe (27) für die Reinigungsflüssigkeit aufweist.