DE3819294A1 - Verfahren mit den dazugehoerigen vorrichtungen zur trocknung bzw. erwaermung von flexiblen oder festen koerpern mit hilfe flexibler, leicht ortsveraenderbarer luftkammern bei gleichzeitiger abfuehrung des kondensates - Google Patents

Description

Die heute in Privathaushalten und Industriebetrieben verwendeten Trockner sind recht groß und schwer. Ihr Raumvolumen ist nicht veränderbar, sie sind nicht tragbar und nicht kompakt.

Viele Wohnungen verfügen jedoch nicht über den Raum zur Unterstellung der Trockner. Darüber hinaus sind junge Familien mit Kleinkindern nicht in der Lage, derartige Trockner zu bezahlen. Darüber hinaus wird bei mobilen Einheiten im Bereich von Wohnwagen, Wohnmobilen, Booten oder Zelten oder sogar bei mobilen Baustellen ein Bedarf nach kompakten, leicht ortsveränderbaren Trocken- und Erwärmungsgeräten bestehen. Sogar bei Reisen kann ein tragbares Trocknungssystem von Vorteil sein. Dieses sollte sogar mit in einen Koffer passen.

Im Bereich der Werkstätten besteht bei Lackierungen oder bei der Montage ein Trocknungsbedarf - ebenso wie im Bereich des Messeaufbaus.

Die Aufgabenstellung dieser Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren mit den dazu gehörigen Vorrichtungen zu entwickeln, das es gestattet, flexible oder feste Körper in einer sehr kompakten und preiswerten Art zu erwärmen bzw. zu trocknen bzw. falls erwünscht sogar zu kühlen.

Dabei soll das System folgenden Anforderungen gerecht werden:

• 1. Es soll preiswert sein; vielen Haushalten und kleinen Werk­ stätten soll ein in Anschaffung und Betrieb wirtschaftliches Trocknungssystem angeboten werden.
• 2. Das System soll kompakt sein und tragbar - gerade bei kleinen Wohnungen ist diese Anforderung sehr wichtig. Ein Trockenständer kann nach Benutzung einfach zusammengeklappt und verstaut werden.
• 3. Der Trockengrad muß von außen leicht erkennbar sein
• 4. Das Gerät sollte mit der Energie sparsam haushalten
• 5. Das System soll dem zu trocknenden Volumen leicht angepaßt werden können.

Die heute verwendeten Systeme arbeiten wie folgt:
Die geschleuderte Wäsche wird in die Trommel eines Trockners gelegt. Die Trommel wird bewegt und gleichzeitig strömt die warme Luft im Mitstromprinzip durch die Trommel.
Die Zwangsbelüftung erfolgt durch den eingebauten Ventilator.
Die feuchtigkeitshaltige Luft wird entweder direkt nach außen geführt oder über eine Kondensatkammer erst entfeuchtet, bevor sie das Gerät verläßt.
Die Trocknungskammern sind in Form fester Gehäuse ausgeführt - die Systeme sind sehr schwer und teuer - sie beanspruchen Raum. Darüberhinaus sind ihre elektrischen Anschlußwerte derart hoch, daß sie bei mobilen Stationen (Wohnmobil etc.) nicht zum Einsatz kommen können.

Weiterhin ist bekannt die Trocknung von Haaren mit einer flexiblen Haube und einem Haarföhn. Die Haube wird über das Haar gestülpt. Bei diesem Prinzip wird die Luft im Mitstromprinzip geführt Die Feuchtigkeit verbleibt im Raum. Darüber hinaus sind die verwendeten Axiallüfter sehr laut.

Den oben beschriebenen Nachteilen versucht das vorgestellte Verfahren mit seinen Vorrichtungen zu begegnen:
Der Trocknungsbehälter wird in Form einer flexiblen Kammer ausgeführt. Die Hülle wird durch einen Ständer gehalten.
Der Ständer kann auf dem Boden stehen, an der Decke hängen oder an einer Wand befestigt sein.

Im Werkstattbereich wird die Befestigung an der Decke vorteilhaft sein. Die Trockenkammer kann nach Benutzung einfach hochgezogen werden und stört den Betriebsablauf nicht mehr.

Im unteren Bereich des Ständers ist ein Wärmeerzeuger angebracht. Er saugt die kalte Luft am Boden an. Die Luft wird erwärmt und mit Hilfe eines Lüfters z.B. eines Tangentiallüfters nach oben befördert.

Die erwärmte Luft steigt somit

• a) durch die Gebläseeinrichtung nach oben und
• b) durch das unterschiedliche spezifische Gewicht. Warme Luft hat ein größeres Volumen als kalte Luft und hat damit ein geringeres spezifisches Gewicht.

Da warme Luft auf Grund thermodynamischer Gesetze eine höhere Feuchtigkeit aufnehmen kann als kältere Luft wird sie die Feuchtigkeit in der Hülle aufnehmen. Sie wird an der Außenfläche wieder nach unten wandern und bei entsprechender Regelung dort ihre Feuchtigkeit abgeben.

Das Kondensat wird von der in der Hülle integrierten Rinne aufgefangen und falls gewünscht in einen Behälter abgeleitet.

Der Trocknungsvorgang verläuft somit nachdem Mitstrom- und Gegen­ stromverfahren. Dadurch kann die Energie optimal genutzt werden. Da bei diesem Verfahren Teile der erwärmten Luft von dem Lüfter wieder angesaugt werden, ist es sogar möglich, den Trocknungsgrad der Textilien oder der anderen Körper z.B. Lacke zu bestimmen und den Prozeß im Sinne einer Energieoptimierung zu fahren. Dazu werden im Wärmeerzeuger Feuchte- und Temperatursensoren eingebaut sowie nach Bedarf Sensoren zur Messung der Strömungs­ geschwindigkeit.

Die zugeführte Wärmemenge kann geregelt werden durch

• - Änderung der Strömungsgeschwindigkeit und
• - Änderung der Austrittstemperatur.

Die Realisierung dieser Anforderungen ist möglich durch den Einsatz intelligenter Bausteine in Form von Microcontrollern und Halbleiterschaltern.

Die Regelung kann auch zu einer automatischen Abschaltung führen. Alternativ ist vorgesehen, den Trocknungsprozeß durch Zeitschalter zu begrenzen.

Bei einer Anschlußmöglichkeit an das elektrische Netz sind Lüfter einzusetzen, die bei einer geringen Motorendrehzahl große Luft­ mengen möglichst geräuscharm transportieren. Dies ist z.B. möglich durch den Einsatz von Tangentiallüftern bzw. Radiallüftern. Axiallüfter sollten mit größeren Lüfterrädern ausgestattet sein.

Weiterhin ist vorgesehen, daß durch Luftleitsysteme die erwärmte Luft möglichst weitflächig austritt.

Darüber hinaus sind Vorrichtungen vorgesehen, die ein Eintreten des Wassers in den elektrischen Stromkreis unterbinden.

Weiterhin sind Vorrichtungen vorgesehen, die den Wärmeerzeuger vom Boden trennen und gleichzeitig einen sicheren Stand gewährleisten z.B durch Aufstellen auf drei Beinen und einem tiefen Schwerpunkt.

Für den Fall, daß keine elektrische Energie am Ort vorhanden ist, kann der Wärmeerzeuger auch in Form eines Infrarotgasstrahlers ausgeführt sein oder durch einen Gasbrenner.

Diese Ausführungsvarianten benötigen Schutzvorrichtungen gegen Brand.

Die Luftbewegung kann in diesen Ausführungsformen entweder durch die natürliche Konvektion (Warme Luft ist leichter als kalte Luft) ausgelöst werden oder durch den Einsatz eines Elektro­ motors mit Batterie ggfs. sogar wieder aufladbar.

Es kann aber auch vorgesehen sein, daß das Lüfterrad allein durch den natürlichen Wärmestrom betrieben wird.

Durch die Verwendung von Gaskartuschen sind extrem kompakte Bauarten möglich für das Gesamtsystem.

Der Trockenständer ist zusammenlegbar ausgeführt. Durch Seiten­ arme kann die Trocknungsfläche vergrößert werden.

Der Trockungsständer besitzt im Mittelfeld eine Vorrichtung, die ein direktes Aufliegen der Hüllfolie auf dem Trocknungsgut verhindert. Das Kondenswasser wird damit an der Hüllinnenfläche abgeführt. Gegebenenfalls sind am Tragegestell zusätzliche Krümmungen vorgesehen, die ein Abtropfen am Gestänge verhindern.

Die Hüllfläche wird nach Befestigen der Textilien einfach über den Trocknungsständer gestülpt. Sie ist so dimensioniert, daß sie nicht ganz bis zum Boden reicht. Aus Sicherheitsgründen sind jedoch im Bereich des Mantels und der Oberfläche Öffnungen vorgesehen,um bei Fehlbedienung einen übermäßig hohen Wärmestau auszuschließen.

Zum Aufsammeln des Kondensates ist in einer Ausführungsvariante eine Ablaufrinne vorgesehen, die in der Ummantelung integriert ist. Diese Ablaufrinne ist einfach durch eine Doppelschweißung der Folie zu erzeugen. Das Kondenswasser kann dann über die Ablaufrinne in einen Auffangbehälter geführt werden.

In einer weiteren Ausführungsvariante wird die Umhüllung in Form einer wärmeisolierten Folie ausgeführt. Dies ist z.B. möglich, indem Luftkammern in die Folie eingeschweißt werden.

Im folgenden sollen einige Ausführungsbeispiele beschrieben werden:

Bild 1 zeigt die Ausführungsformen der Ständer. Bild 1a zeigt eine Ausführung in X-Form, Bild 1b in Form eines Tischständers,

Bild 1c zeigt einen Ständer mit zusätzlichem Arm, Bild 1d zeigt einen Ständer mit zwei zusätzlichen Armen. Alle Ausführungen sind zusammenklappbar. (1 und 2) Bild 2 zeigt eine mögliche Anbringung der Vorrichtung (3 und 4), die ein tropfreies Ablaufen des Kondensates ermöglicht. Es ist auch eine Ausführungsvariante vorgesehen mit nur einem gebogenen Teil. Darüber hinaus zeigt Bild 2 die vorgesehenen Krümmungen, um ein Abtropfen des Wassers am Gestänge zu verhindern. (5) Bild 3 zeigt eine Variante zur Ablenkung des Luftstroms (6). Diese Vorrichtung ermöglicht eine möglichst breite Austrittsfläche des Luftstroms. Darüberhinaus sorgt die Variante dafür, daß Wasser nicht in die elektrisch gefährdeten Bereiche (7) eindringen kann. Das Wasser tropft über die Ableitbleche am Wärmeerzeuger vorbei. Die Stellfüße (8) sorgen für einen ungehinderten Lufteintritt. Eine andere Ausführungsvariante ist in Bild 4 gezeigt. Diese Vorrichtung (9) wäre z.B. aufsteckbar auf einen Haarföhn. Die obere Ableitvorrichtung wird durch Stege gehalten.

Bei Verwendung eines Haarföhns als Trockner ist zusätzlich eine Schutzvorrichtung vorgesehen ähnlich einem Schuh, der die Elektrik vor Wassereintritt schützt. Diese Variante ist Bild 5 gezeigt. (9) zeigt den Tropfwasserschutzschild, (10) zeigt die Nässeschutz­ vorrichtung in Form eines Schuhs. Der Föhn wird in dieser Variante von unten in die Vorrichtung eingeschoben und justiert. Die Vorrichtung hat am unteren Teil Lufteintrittsöffnungen (11), sowie eine Öffnung für das Netzkabel (12). Zusätzlich können Gummidichtungen vorgesehen sein im Bereich des Föhnhalses (13). Die Vorrichtungen hat im unteren Bereich Füße, um einen störungs­ freien Luftstrom zu gewährleisten.

Eine mögliche Ausführungsvariante des Gesamtsystems ist in Bild 6 gezeigt.

Man erkennt den Trockenständer in der Variante 1 d, den Dach­ bügel (3), den Wärmeerezuger mit den Ableitblechen und den Füßen (14) und die Umhüllungsfolie (15). Es ist zu erkennen, daß die Umhüllungsfolie nicht mit dem Boden abschließt. Die mögliche Kondensatablaufrinne ist durch (16) dargestellt. Die möglichen Sicherheitsöffnungen zur Vermeidung eines unzulässig hohen Wärmestaus sind durch (17) gekennzeichnet.

Eine mögliche Ausführungsvariante des Luftleitsystems ist in Bild 7 zusätzlich dargestellt. Man erkennt das Leitsystem aus Bild 3, jedoch sind zusätzlich eine oder mehrere Führungs­ vorrichtungen (18) vorgesehen, die den Luftstrom nach Austritt aus den Wasserschutzöffnungen wieder nach oben lenken. Diese Vorrichtung kann notwendig sein, falls die Temperaturdifferenzen zu klein werden zwischen der angesaugten und abgegebenen Luft. Die Luftführungsvorrichtungen verfügen im unteren Bereich über Löcher (19), die ein ungehindertes Abfließen des Wassers ermöglichen, ohne daß das Wasser die elektrischen Teile berührt. Falls erforderlich kann der Anstellwinkel der Luftführungsvorrichtungen auch verändert werden durch Einbau von Scharnieren (20) oder verformbaren, wärmefesten Materialien.

In einer weiteren Ausführungsvariante Bild 8 wird der Wärme­ erzeuger seitlich zu den Gegenständen gestellt (21). Durch Lüftungsöffnungen (22) in der Umhüllung erfolgt eine Zwangsentlüftung. In dieser Variante schließt die Hüllfläche mit dem Boden ab. Der Tropfenschutz (23) und die Ableitbleche sind hier ebenfalls angebracht. Diese Variante ist geeignet für den Einsatz von Peltierelem.. In einer weiteren Variante wird der Wärmeerzeuger (21) ober­ halb der zu trocknenden Gegenstände angebracht. (Bild 9).

Durch diese Anordnung entfällt der Tropfenschutz.

Die Hülle hat oben eine Öffnung mit einem flexiblen festen Abschluß (25). Dieser Abschluß wird einfach über den Wärmeerzeuger gezogen. Die Hüllkammer ist allseits geschlossen, es entsteht ein Überdruck. Die warme, feuchtigkeitshaltige Luft entweicht durch Öffnungen (22).

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen in der Zeichnung und Beschreibung offenbarten Einzel­ und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (20)

1. Verfahren zur Trocknung bzw. Erwärmung von flexiblen oder festen Körpern oder Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß erwärmte Luft mit Hilfe eines Tangential-, Radial- oder Axialwarmluft­ gebläses oder mit Hilfe eines Wärmeerzeugers unter Ausnützung der natürlichen Konvektion in eine offene, flexible, durchsichtige, leicht ortsveränderbare Trocknungskammer geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß alternativ zum konventionellen Wärmeerzeuger durch Heißdraht, Infrarot oder Gasbrenner Peltierelemente zur Wärmeerzeugung genutzt werden, die zusätzlich durch Umkehr der Stromrichtung neben der Erwärmung auch eine Kühlung der Luft in der flexiblen Hülle ermöglichen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle im Bereich des Bodens geöffnet ist, so daß die Trocknung bzw. die Erwärmung im Mitstromprinzip und im Gegenstromprinzip erfolgt, die Luft also im Bereich des Bodens einströmt und wieder ausströmt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alternativ zu Anspruch 3 im oberen Bereich der flexiblen Hülle Öffnungen angebracht sind, die ein Abströmen der er­ wärmten Luft nach oben ermöglichen.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Regelung der Strömungsgeschwindigkeit, der Strömungsrichtung und der Temperatur die Luft an der Außenfläche der flexiblen Hülle kondensiert und durch eine in die Hülle integrierte rund umlaufende Ablaufrinne das Kondensat in einen gehälter abläuft.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Messung des Feuchtigkeitsgehaltes der zugeführten Luft einerseits und der abgeführten Luft andererseits der Trocknungs­ grad ermittelt wird und der Erwärmungs- bzw. Trocknungsprozeß geregelt wird hinsichtlich Strömungsgeschwindigkeit, Temperatur und Zeit bis zur vollständigen Beendigung des Trocknungsvorganges.

7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittstemperatur der Warmluft gesteuert bwz. geregelt werden kann entsprechend den Anforderungen der zu erwärmenden/trocknenden Körper.

8. Vorrichtung nach den Verfahrensansprüchen 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trocknungsraum durch eine flexible Hülle begrenzt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragegestell eine obere Spitze aufweist, so daß Kondenswasser immer nur an der Umhüllungsinnenseite ablaufen kann und nicht abtropft auf die zu trocknenden Gegenstände.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragegestell der flexiblen Hülle in stehender oder hängender Ausführung ausgelegt wird oder seitwärts an der Wand befestigt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Hülle in Form einer durchsichtigen, reißfesten und wärmefesten Kunststoffolie ausgeführt ist und/oder eines Textiltuches.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Hülle eine umseitig laufende Kondensatablaufrinne beinhaltet, die eine Sammlung des Kondensates in einen dafür vorgesehenen Behälter ermöglicht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erwärmung/Kühlung/Trocknung die flexible Hülle allseitig geschlossen werden kann und der entstehende Überdruck durch einen Schlauch in eine Filtereinheit, eine Kondensatkammer oder nach außen geführt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtsystem, bestehend aus einer flexiblen Hülle, einem Trocknungsständer, dem Wärmeerzeuger und falls erforderlich der Kondensatkammer in Form eines mobilen, tragbaren, kompakten Systems ausgeführt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 8-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger mit Sensoren, Stellgliedern sowie Steuer- und Regeleinheiten ausgerüstet ist zur optimalen Anpassung der zugeführten Wärmemenge an den Trocknungs, Erwärmungs- oder Kühlprozeß.

16. Vorrichtung nach Anspruch 8-15, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung von Peltierelementen der Wärmeerzeuger oder Kondensatbilder falls erforderlich zusammen mit dem Wasserauffang­ behälter in einem Gehäuse integriert sind und durch eine Zwangs­ führung der Luft die Luft von außen in die flexible Hülle durch die flexible Hülle und anschließend durch eine Kältekammer geführt wird, sich dort durch die Abkühlung des hohen Feuchtigkeitsgehaltes entledigt und anschließend nach draußen tritt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 8-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung der erwärmten Luft und falls erforderlich die Eintrittsöffnung der Kaltluft durch Leitsysteme geführt wird, die ein Eintreten des Wassers in den elektrisch gefährdeten Teil oder in die Flamme verhindern.

18. Vorrichtung nach Anspruch 8-17, dadurch gekennzeichnet, daß durch Leitsysteme die Warmluft großflächig austritt, um Temperatur­ spitzen abzufangen und eine intensive Warmluftverteilung zu erreichen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 8-17, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitsystem mit Führungsvorrichtungen ausgerüstet ist, die den Luftstrom wieder nach oben führen, den Wassertropfen jedoch sicherheitsgerecht abführen. Dabei können die Winkel der Luft­ führungsvorrichtungen bei Bedarf veränderbar sein - manuell oder automatisch.

20. Vorrichtung nach Anspruch 8-19, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Hülle in Form einer wärmeisolierten Folie ausgeführt ist z.B. einer Folie mit geschlossenen Luftkammern zur Verringerung der Abstrahlungsverluste.