DE4110072A1 - Waeschetrockner ("tumbler") fuer den gewerblichen bereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner (Tumbler) für den gewerblichen Bereich mit einem Maschinengehäuse, mit einer im Maschinengehäuse drehbar gelagerten, die zu trocknende Wäsche aufnehmenden, mit Perforationen versehenen Trommel, mit einer Heizeinrichtung, mit einem Gebläse, wel­ ches Luft durch die Heizeinrichtung, die Perforationen der Trommel und durch die Wäsche hindurchsaugt und die mit Was­ serdampf angereicherte Abluft abführt.

Bei bekannten derartigen Wäschetrocknern wird die Heißluft, die zuvor in der Heizeinrichtung erwärmt wurde, quer durch die perforierte Trommel hindurchgesaugt. In einem im allge­ meinen schräg nach oben zeigenden, verhältnismäßig kleinen Umfangsbereich der Trommelwandung wird die Heißluft in das Innere der Trommel eingeführt; sie wird dann gemeinsam mit dem aufgenommenen, aus der Wäsche ausgetretenen Wasserdampf im unteren Bereich der Trommel wiederum über einen verhält­ nismäßig kleinen Querschnitt abgesaugt. Die Frischluft durch­ tritt dabei die Heizeinrichtung nur einmal; nach einmaligem Durchqueren der Trommel wird die Abluft an die Außenatmos­ phäre abgegeben.

Die geschilderte Bauweise hat ganz erhebliche Nachteile. Trommel und Wäsche durchlaufen bei ihrer Drehbewegung Zonen unterschiedlichen statischen Druckes und unterschiedlicher Temperatur. Dadurch wird die mittlere Temperatur des Trock­ nungssystems und, hieraus folgend, die Verdunstungsleistung erheblich herabgesetzt. Die Zonen unterschiedlichen stati­ schen Druckes können zwischen der Trommel und dem Maschinen­ gehäuse durch Leitbleche und Dichtleisten nicht optimal abgedichtet werden, so daß aufgrund der Druckunterschiede erhebliche Leckverluste auftreten. Nur ein geringer Teil der Wäscheoberfläche hat mit der heißen Trocknungsluft einen kurzzeitigen Kontakt. Die großen Strömungswiderstände bei der Durchströmung von Heizeinrichtung, Trommel, Wäsche und übrigen Luftwegen erfordern zudem hohe Gebläseleistungen. Kalte Außenluft fällt durch Undichtigkeiten des Gehäuses in das unter Unterdruck stehende Systeminnere ein und reduziert die durchschnittliche Temperatur weiter.

Der Wäschefall in der Trommel bekannter Wäschetrockner ist so, daß die im unteren Bereich des Trommelmantels befind­ liche Luftdurchtrittsöffnungen in sehr unterschiedlicher Weise verlegt werden. Dies hat starke Pulsationen des Unter­ druckes und Luftvolumenstroms zur Folge. Diese Pulsationen führen nicht nur zu erheblicher Geräuschentwicklung; sie bedeuten außerdem für die Wäsche, die mit hoher Geschwindig­ keit auf die Luftdurchtrittsöffnungen der Trommelwandung gesaugt wird, eine extreme mechanische Beanspruchung.

Da die Luft sowohl durch die Heizeinrichtung als auch durch die Wäsche nur einmal tritt und dann sofort an die Außenat­ mosphäre abgegeben wird, hat sie auf dem Weg durch die Maschine hindurch stark unterschiedliche Temperaturen; sie enthält bei ihrem Austritt noch verhältnismäßig viel Wärme.

Aus den genannten Gründen ist der Wirkungsgrad der bekannten Trockner im gewerblichen Bereich verhältnismäßig gering. Höhere Trocknerleistungen ließen sich nach diesem Prinzip nur durch überproportionale Steigerung des Energieeinsatzes erzielen. Der Energieeinsatz betraf dabei sowohl die Heiz­ leistung als auch die Leistung der eingesetzten Gebläse.

In der älteren Patentanmeldung P 39 00 074.5-26, die nicht vorveröffentlicht ist, wurde ein Wäschetrockner vorgeschla­ gen, bei welchem die rotierende Trommel von einem Heißluft- Zirkulationsraum umgeben ist, in dem, seinem Namen entspre­ chend, durch ein Gebläse eine heiße Luftströmung aufrecht erhalten wird. Die Luft durchtritt dabei mehrfach eine in ihrem Strömungsweg liegende Heizeinrichtung. Nur ein Teil der in dem Heißluft-Zirkulationsraum strömenden Luft tritt durch die Perforationen in den Innenraum der Trommel ein und trägt dort durch unmittelbaren Kontakt mit der Wäsche zu deren Trocknung bei. Sie wird über eine axiale Öffnung aus der Trommel abgesaugt. Dieses Prinzip bringt einen er­ heblich besseren Wirkungsgrad als die bekannten Wäsche­ trockner; es hat sich jedoch als wünschenswert erwiesen, den Innenraum der Trommel in die Kreisbewegung der strömen­ den Heißluft besser mit einzubeziehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wäsche­ trockner der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit erheblich geringerem Energieeinsatz ein gutes, wäsche­ schonendes Trocknungsergebnis bei kurzer Trockungszeit erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) ein Heißluft-Zirkulationsraum vorgesehen ist, der die Trommel mantelartig umgibt und an einer Stelle eine Ein­ engung oder Unterbrechung aufweist;
• b) ein Gebläse in dem Heißluft-Zirkulationsraum und quer durch den Innenraum der Trommel hindurch eine Kreisströ­ mung der erhitzten Luft aufrecht erhält;

wobei zumindest ein Teil der den Heißluft-Zirkulationsraum und die Trommel durchströmenden Luft wiederholt durch die Heizeinrichtung geleitet werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Wäschetrockners wird ein verhältnismäßig großflächiger Zirkulationsweg für die Heißluft stets offengehalten. Durch die Einengung oder Unterbrechung, die in dem Heißluft-Zirkulationsraum vorge­ sehen ist, wird sichergestellt, daß zwangsweise auch der Innenraum der Trommel Teil des Kreisweges der heißen Luft ist. Im Gegensatz zu den Wäschetrocknern nach dem Stande der Technik steht jedoch der gesamte Umfangsbereich der Trommel (mit Ausnahme der erwähnten Einengung oder Unter­ brechung) zum Eintritt der Luft in das Innere der Trommel bzw. zum Austritt aus der Trommel zur Verfügung, so daß die Strömungswiderstände verhältnismäßig gering sind. Der Energieaufwand, der zur Aufrechterhaltung dieser Zirkula­ tionsströmung erforderlich ist, ist daher verhältnismäßig gering. Dadurch, daß die in der Kreisströmung gehaltene Luft die Heizeinrichtung mehrfach durchtritt, kann gewähr­ leistet werden, daß die mittlere Temperatur der Heißluft entlang des gesamten Trommelmantels besser konstant und erheblich höher als bei bekannten Wäschetrocknern ist, wo die Temperatur der Trommelwandung von der Heißluft-Ein­ trittsstelle weg rasch abfällt. Erfindungsgemäß ist also die Trommelwandung, mit welcher die Wäsche bei der Dreh­ bewegung der Trommel laufend in Berührung kommt, auf sehr hoher Temperatur. Die Wärmeabgabe, die durch den Wärmeüber­ gang von der Trommelwandung und von der Heißluft auf die Wäsche auftritt und zur Verdampfung des in der Wäsche ent­ haltenen Wassers führt, kann von der in der Kreisströmung geführten Heißluft sehr rasch ersetzt werden.

Nennenswerte statische Druckunterschiede treten im Maschi­ nengehäuse eines erfindungsgemäßen Wäschetrockners nicht mehr auf; Undichtigkeiten, wie sie zwischen der Trommel und dem Maschinengehäuse in der Praxis nicht zu vermeiden sind, führen daher nicht mehr zu so starken Wärmeverlusten und Kaltlufteinfällen, wie dies bei bekannten Wäschetrock­ nern der Fall war. Auch dies erhöht den Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Maschine.

Zweckmäßigerweise sollte die Einengung bzw. Unterbrechung des Heißluft-Zirkulationsraumes dem Gebläse etwa diametral gegenüberliegen. In diesem Falle stehen für den Lufteintritt in die Trommel und den Luftaustritt aus der Trommel in etwa gleiche Flächen des Umfanges der Trommel zur Verfügung.

Der Wrasen wird aus dem Innenraum der Trommel über eine großflächige Perforation an einer axialen Stirnwand abge­ saugt. Die Absaugung erfolgt dabei im Bereich des sogenannten Feuchtekernes; hierunter wird derjenige Bereich verstan­ den, der radial innerhalb der Bewegungsbahn der Wäsche bei rotierender Trommel ist. Dies ist der Bereich, der die feuchteste Luft enthält. Die stirnseitige Absaugung (statt über den Mantel der Trommel) hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Absaugöffnungen durch aufliegende Wäsche nicht ver­ stopft werden können. Pulsationen des Druckes werden so vermieden, ebenso hierdurch verursachte Beanspruchungen der Wäsche.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Per­ forationen der Stirnwand nur innerhalb des Feuchtekernes der Wäsche vorgesehen sind. Hierzu kann insbesondere die Stirnwand einen etwa sichelförmigen Bereich aufweisen, der frei von Perforationen ist, wobei die radial innere Begren­ zungslinie des sichelförmigen Bereiches die Flugbahn der Wäsche, die sich von der Wandung der Trommel abgelöst hat, nachzeichnet. Bei dieser Ausgestaltung der Stirnwand der Trommel, die in diesem Falle selbstverständlich stationär ist, erfolgt die Absaugung tatsächlich begrenzt auf den Feuchtekern. Das heißt, radial außerhalb des Bereiches, in dem sich die Wäsche innerhalb der Trommel bewegt, findet eine Absaugung nicht statt. Hierdurch läßt sich die Gebläse­ leistung erheblich reduzieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt durch einen Wäsche­ trockner zum Einsatz im gewerblichen Bereich.

Der in der Zeichnung dargestellte Wäschetrockner umfaßt ein Maschinengehäuse 1, in welchem eine perforierte Trommel 2 im Sinne des Pfeiles 52 drehbar gelagert ist. Einzelheiten des Trommelantriebes sind aus Übersichtlichkeitsgründen in der Zeichnung weggelassen und werden hier nicht näher beschrieben. Sie sind von konventioneller Bauweise.

Die Trommel 2 ist von einem Heißluft-Zirkulationsraum 3 umgeben, der sich parallel zur Achse der Trommel 2 über deren gesamte Breite erstreckt und an zwei Stellen unter­ brochen bzw. eingeengt ist. Eine Unterbrechnung des Heiß­ luft-Zirkulationsraumes 3 findet durch ein Querstromgebläse 4 statt, welches in noch zu beschreibender Weise eine Kreis­ strömung im Heißluft-Zirkulationsraum 3 und innerhalb der Trommel 2 aufrecht erhält. Etwa diametral gegenüberliegend dem Querstromgebläse 4 weist der Heißluft-Zirkulationsraum 3 eine Einengung 50 auf, die durch eine Abflachung der Außen­ wand des Heißluft-Zirkulationsraumes 3 an dieser Stelle entstanden ist. Die Einengung 50 kann so weit geführt sein, daß praktisch keine direkte Durchströmung an dieser Stelle mehr möglich ist, die Einengung also tatsächlich zur Unter­ brechung geworden ist. Auf den Sinn der Einengung 50 wird weiter unten näher eingegangen.

Der Heißluft-Zirkulationsraum 3 ist nach außen durch eine Isolationsschicht 5 vor Wärmeverlusten geschützt.

Eine Heizeinrichtung 7, die die Form eines im wesentlichen herkömmlichen, dampfbeschickten Heizregisters aufweist, ist dem Querstromgebläse 4 unmittelbar benachbart auf dessen Niederdruckseite angeordnet. Auf diese Weise befindet sich der gesamte Heißluft-Zirkulationsraum 3 auf demselben, nämlich dem höheren statischen Druck, der auf der Druck­ seite des Querstromgebläses 4 herrscht. Dadurch läßt sich sicherstellen, daß allenfalls Luft aus dem Heißluft-Zirku­ lationsraum 3 nach außen in die Außenatmosphäre entweichen kann (bei der geläufigen Bauweise derartiger Wäschetrockner lassen sich Ritzen und Spalte mit vernünftigem Kostenauf­ wand nicht vermeiden), daß aber niemals Kaltluft von außen in den Heißluft-Zirkulationsraum 3 einfallen kann. Diese Kaltluft müßte in der Heizeinrichtung 7 erwärmt werden, was zu einem unnötigen Wärmeverbrauch führen würde.

Dem Wäschetrockner wird Frischluft durch ein Rohr 29 zuge­ führt, welches axial verschiebbar gehaltert ist. Die innere Mündungsöffnung 31 des Rohres 29 läßt sich auf diese Weise in unterschiedlichem Abstand zu der Einlaßöffnung 30 der Heizeinrichtung 7 bringen. Ersichtlich ist die Anordnung so, daß von der gesamten Luftmenge, welche das Querstrom­ gebläse 4 in dem Heißluft-Zirkulationsraum 3 umwälzt, ein bestimmter Anteil über das Rohr 29 von der Außenatmosphäre frisch zugeführt wird. Dieser Anteil ist umso größer, je näher die Mündungsöffnung 31 des Rohres 29 an die Einlaß­ öffnung 30 der Heizeinrichtung 7 herangeführt wird, denn umso mehr befindet sich diese Mündungsöffnung 31 im Wir­ kungsbereich des Gebläses 4. Wird dagegen das Rohr 29 wei­ ter nach außen gezogen und so der Abstand zwischen seiner Mündungsöffnung 31 und der Einlaßöffnung 30 vergrößert, verringert sich die Saugwirkung des Gebläses 4 im Innen­ raum des Rohres 29; der Anteil an Frischluft, der vom Ge­ bläse 4 angesaugt und in den Kreislauf im Heißluft-Zirku­ lationsraum 3 eingebracht wird, sinkt ab.

Sinn der Maßnahme ist, den statischen Druck, der im Heiß­ luft-Zirkulationsraum 3 herrscht, einstellen zu können. Dieser ergibt sich aus dem Zusammenspiel der Frischluft­ menge, die über das Rohr 29 in den Heißluft-Zirkulations­ raum 3 eingeführt wird, und der Luftmenge, die in weiter unten zu beschreibender Weise aus der Trommel 3 abgesaugt und wieder an die Außenatmosphäre abgegeben wird. Umso größer die Menge angesaugter Frischluft, umso höher der Druck in dem Heißluft-Zirkulationsraum 3. Ziel ist es, die­ sen Druck im Heißluft-Zirkulationsraum 3 möglichst nahe an den äußeren Atmosphärendruck, jedoch geringfügig auf der Überdruckseite, heranzuführen. Das Rohr 29 ermöglicht diese Druckeinstellung individuell für jeden von der Fabrik ausgelieferten Wäschetrockner und die diesem anhaftenden ebenso individuellen, fabrikseitig nicht beherrschbaren Ritzen und Spalten.

Die Trommel 2 ist in an und für sich bekannter Weise per­ foriert, so daß Heißluft aus dem Heißluft-Zirkulationsraum 3 in den Innenraum 13 der Trommel 2 gelangen kann.

Der Innenraum 13 der Trommel 2 wird über eine großflächige Perforation 14 in einer axialen Stirnwand abgesaugt. Dies geschieht mittels eines an der Oberseite des Maschinenge­ häuses 1 angebrachten Gebläses 19, welches über nicht im einzelnen dargestellte Strömungswege mit der Perforation 14 verbunden ist.

Der beschriebene Wäschetrockner arbeitet wie folgt:
Rotiert die Trommel 2, so wird die hierin befindliche Wäsche 20, wie in der Zeichnung angedeutet, mitgenommen. Sie liegt dabei entlang eines bestimmten Umfangsbereiches an der Trom­ melwandung an, löst sich dann von dieser ab und fällt, einer Wurfparabel folgend, nach unten, bis sie wieder auf der Trommelwandung auftrifft und von dieser erneut in der Dreh­ bewegung mitgenommen wird. Gleichzeitig strömt, ausgehend von dem Querstromgebläse 4, in den in der Zeichnung rechten Bereich des Heißluft-Zirkulationsraumes 3 eine gleichmäßig konstant temperierte Heißluft ein. Aufgrund der Einengung 50 des Heißluft-Zirkulationsraumes ist diese Heißluft ge­ zwungen, auf ihrem weiteren Wege die Wandung der Trommel 2 zu durchtreten, die Trommel 2 quer zu durchströmen und dann erneut aus der Trommel 2 in den in der Zeichnung links befindlichen Bereich des Heißluft-Zirkulationsraumes 3 wie­ der auszutreten. Die Heißluft, die so zwangsweise durch die Perforationen der Trommel 2 und deren Innenraum 13 hin­ durchgeführt wird, durchquert dabei zunächst die fliegende Wäsche 20 und gelangt in den sogenannten Feuchtekern, um den die Wäsche 20 zirkuliert. In diesem Bereich befindet sich auch die Perforation 14, von wo der nunmehr stark mit Wasserdampf angesättigte Wrasen zum Gebläse 19 und in die Außenatmosphäre gelangt. Die Luft tritt dann ein zweites Mal durch die Wäsche 20, und zwar dort, wo sie an der Trommelwandung anliegt. Die Menge der aus dem Innenraum 13 der Trommel 2 abgesaugten Luft hängt dabei im wesentlichen von der Drehzahl, also der Leistung, des Gebläses 19 ab. Sie kann so weit reduziert werden, daß ein hochwertiger, also hoch mit Wasserdampf angereichterter Wrasen aus dem Innenraum 13 der Trommel 2 abgesaugt werden kann, dessen Wärmeinhalt also vergleichbar mit dem Wrasen ist, der in Mangeln anfällt.

Die Heißluft im in der Zeichnung linken Bereich des Heiß­ luft-Zirkulationsraumes 3 wird von dem Querstromgebläse 4 über die Heizeinrichtung 7 erneut angesaugt und so in einer Kreisströmung gehalten, welche teilweise in dem Heiß­ luft-Zirkulationsraum 3 und teilweise quer durch den Innen­ raum 13 der Trommel 2 hindurchführt.

Die Menge der Frischluft, die über das Rohr 29 zugeführt und der in dem Heißluft-Zirkulationsraum 3 bzw. dem Innenraum 13 der Trommel 2 zirkulierenden Heißluft beigemischt wird, wurde bereits oben erläutert.

Die Hauptmenge der Luft, die sich in dem beschriebenen Wäsche­ trockner befindet, zirkuliert also mehrfach durch die Heiz­ einrichtung 7. Diese hat im stationären Betrieb im wesent­ lichen nur noch die Aufgabe, die Wärmeabgabe zu ersetzen, die durch Wärmeübergang an die Wäsche 20 eintritt, sowie die zuströmende Frischluft so weit zu erwärmen, wie dies zur Erreichung der konstanten Temperatur im Heißluft-Zirku­ lationsraum 3 noch erforderlich ist. Die Heizeinrichtung 7 wird dabei in erheblich geringerem Maße in Anspruch ge­ nommen als dies bei konventionellen Wäschetrocknern der hier interessierenden Art der Fall ist.

Die Wäsche 20 erfährt bei der beschriebenen Maschine durch zwei gleichzeitig stattfindende Effekte eine Trocknung: Zum einen, im allgemeinen geringeren Teil, wirkt die Wan­ dung der Trommel 2 als Heizfläche, die sich in ihrem gesam­ ten Umfangsbereich auf konstant hoher Temperatur befindet. Hier findet eine direkte Wärmeübertragung statt. Die Wärme­ abgabe an der Trommelwandung wird unverzüglich durch die im Heißluft-Zirkulationsraum 3 strömende Luft ersetzt.

Als konkurrierender Effekt, dessen Anteil im allgemeinen größer als derjenige der reinen Kontakttrocknung ist und durch die Leistung des Gebläses 19 variiert werden kann, tritt der direkte Kontakt der Wäsche 20 mit der heißen Luft hinzu, welche die Perforationen der Trommel 2 und sodann die Wäsche 20 selbst durchströmt.

Wie der Zeichnung schließlich zu entnehmen ist, weist die Stirnwand, welche die Perforationen 14 enthält und die Trommel 2 in einer Richtung axial abschließt, einen in etwa sichelförmigen Bereich 51 auf, der von Perforationen frei­ gehalten ist. Die radial innenliegende Begrenzungslinie des sichelförmigen Bereiches 51 folgt dabei im wesentlichen der Wurfparabel der Wäsche nach Ablösung von der Wand der Trommel 2, wie dies aus der Zeichnung unmittelbar deutlich Wird. Durch die beschriebene Ausgestaltung wird verhindert, daß in dem Bereich des Innenraumes der Trommel 2, in wel­ chen beim normalen Betrieb gar keine Wäsche gelangt, auch keine Absaugung stattfindet, wodurch die Leistung des Ge­ bläses 19 und der Heizwärmebedarf für den Trockner geringer gehalten werden können.

Claims (6)

1. Wäschetrockner (Tumbler) für den gewerblichen Bereich mit einem Maschinengehäuse, mit einer im Maschinengehäuse drehbar gelagerten, die zu trocknende Wäsche aufnehmenden, mit Perforationen versehenen Trommel, mit einer Heizeinrich­ tung, mit einem Gebläse, welches Luft durch die Heizeinrich­ tung, die Perforationen der Trommel und die Wäsche hindurch­ saugt und die mit Wasserdampf angereicherte Abluft abführt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) ein Heißluft-Zirkulationsraum (3) vorgesehen ist, der die Trommel (2) mantelartig umgibt und an einer Stelle eine Einengung (50) oder Unterbrechung aufweist;
• b) ein Gebläse (4) in dem Heißluft-Zirkulationsraum (3) und quer durch den Innenraum (13) der Trommel (2) hin­ durch eine Kreisströmung der erhitzten Luft aufrecht erhält;

wobei zumindest ein Teil der den Heißluft-Zirkulationsraum (3) und die Trommel (2) durchströmenden Luft wiederholt durch die Heizeinrichtung (7) geleitet werden kann.

2. Wäschetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einengung bzw. Unterbrechung (50) des Heißluft- Zirkulationsraumes (3) dem Gebläse (4) etwa diametral gegen­ überliegt.

3. Wäschetrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenraum (13) der Trommel (2) über eine großflächige Perforation (14) an einer axialen Stirn­ wand absaugbar ist.

4. Wäschetrockner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Perforationen (14) der Stirnwand nur im Bereich des Feuchtekernes der Wäsche vorgesehen sind.

5. Wäschetrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand einen etwa sichelförmigen Bereich (51) aufweist, der frei von Perforationen ist, wobei die radial innere Begrenzungslinie des sichelförmigen Bereichs (51) die Flugbahn der Wäsche (20), die sich von der Wandung der Trommel (2) abgelöst hat, nachzeichnet.