DE4414324A1

DE4414324A1 - Chemisch-Reinigungsmaschine mit zirkulierendem Luftstrom und Verfahren zur Steuerung des Trocknungsprozesses in dieser Chemisch-Reinigungsmaschine

Info

Publication number: DE4414324A1
Application number: DE4414324A
Authority: DE
Inventors: Lutz Solbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1994-04-25
Publication date: 1995-10-26
Also published as: EP0679754B1; EP0679754A2; DE59503660D1; ES2124929T3; EP0679754A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Chemisch-Reinigungsmaschine mit während des Trocknungsprozesses zirkulierendem Luftstrom, in der sich eine Trommel zur Aufnahme des Behandlungsgutes befindet, der ausgangsseitig ein Ventilator, ein Kälteregister mit einer Trockenkontrolleinrichtung und ein Heizregister nachgeordnet sind, sowie ein Verfahren zur Steuerung des Trocknungsprozesses in dieser Chemisch-Reinigungsmaschine.

Bei Chemisch-Reinigungsmaschinen besteht die Arbeitsfolge im Allgemeinen aus den Schriften Reinigen, Schleudern und Trocknen von textilem Behandlungsgut, wobei für die vorliegende Erfindung lediglich der Trocknungsprozeß von Bedeutung ist.

Die Erfindung bezieht sich auf den heutigen Stand der Technik von sogenannten geschlossenen Maschinen. Darunter ist zu verstehen, daß diese einen geschlossenen zirkulierenden Luftstrom aufweisen, der einer Kondensationsphase mit einer sich daran anschließenden sogenannten Reduktionsphase in der zugehörigen Aktivkohleanlage unterworfen wird, in der der Lösemittelgehalt im Luftstrom reduziert wird. Der Trocknungsvorgang in einer Chemisch-Reinigungsmaschine ist wiederum im Wesentlichen durch die Schritte Schleudervorgang, Trockenvorgang und Reduktionsphase gekennzeichnet.

Nach Beendigung des Schleuderprozesses des Behandlungsgutes (Textilien) wird mit dem Trocknungsverfahren entsorgt, indem Luft mit einer Eingangstemperatur von etwa 90°C in die Waschtrommel der Chemisch- Reinigungsmaschine über die zu behandelnden Textilien geführt und dadurch das Lösemittel (PER) in Gasform umgesetzt wird. Die Luftstromtemperatur sinkt dabei am Trommelausgang auf etwa 35°C ab. Danach wird der Luftstrom mittels eines Ventilators zum Kälteregister geleitet, wo das Gas aus dem Luftstrom kondensiert. Dabei wird der Luftstrom auf etwa 25°C abgekühlt. Höhere Eingangstemperaturen als 90-95°C werden als schädlich für die Textilien angesehen.

Die Temperatur der Luft in der Trommel wird bei modernen Chemisch- Reinigungsmaschinen mit Metallmeßfühlern, die sich innerhalb des Systems befinden, aufgenommen und der Regelelektronik zugeführt, wobei nicht die Temperatur des Behandlungsgutes gemessen wird. Da am Anfang der Trocknung mehr als 20.000 ppm (Partikel per Million) Lösemittelkonzentrationen im Trommelbereich erreicht werden, die bis auf 200 ppm zum Trocknungsende absinken, unterliegen diese Fühler einem Wärmeentzug, der zu Toleranzen führt. Dies wird dadurch kompensiert, daß die Eingangs- und Ausgangstemperaturen entsprechend niedrig eingestellt werden. Die tatsächliche Temperatur des Behandlungsgutes wird nicht erfaßt. Dabei nahm man an, daß die Lufttemperatur der Temperatur des Behandlungsgutes entspricht.

Das kondensierte (flüssige) Lösemittel wird über das Kälteregister abgeleitet und aufgefangen und über das Trockenkontrollgerät einem sogenannten Kontaktwassergerät zugeführt. In dem Kontaktwassergerät werden das anfallende Per aus dem Destillator mit dem anfallenden Per aus dem Kälteregister von der Trocknung vermischt, um hier eine grobe Vortrennung von gelöstem Wasser zu bekommen. Dieses sogenannte Kontaktwasser wird später über eine Kontaktwasseranlage entsorgt.

Eine Rückführung des dem Behandlungsgut entzogenen Wassers ist nicht möglich, da das Wasser aus dem Destillator als azeotropisches Gemisch anfällt und nur sehr selten gewechselt wird und deshalb erfahrungsgemäß stark unangenehm riecht. Ist der Trocknungsprozeß soweit fortgeschritten, daß nur noch ganz geringe Mengen Lösemittel in flüssiger Form anfallen, wird über die Trockenkontrolleinrichtung der Trocknungsprozeß beendet und die sogenannte Reduktionsphase eingeleitet. Das bedeutet, daß das Heizregister der Chemisch-Reinigungsmaschine abgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich noch Lösemittelgaskonzentrationen von 1200 bis 3000 ppm im Trommelraum und noch bis zu 8% Lösemittel im Behandlungsgut. Während der Reduktionsphase wird der Trommel keine Wärme mehr zugeführt, um nur noch die Reduzierung des Lösemittelgehaltes im Luftstrom zu erreichen.

Um eine möglichst tiefe Temperatur im Kälteregister zu erreichen, damit eine möglichst vollständige Kondensation des Lösemittels im Kälteregister erzielt wird, wird bei manchen Chemisch-Reinigungsmaschinen zusätzlich die Drehzahl des Ventilators reduziert. Um einen möglichst umweltfreundlichen gewünschten oder geforderten Wert von weniger als 280 ppm zu erreichen, wird der Luftstrom über eine Aktivkohleanlage geführt und dort auf den vorgegebenen Wert reduziert. In der Regel ist gefordert, daß die Temperaturen des Behandlungsgutes 35°C nicht unterschreiten dürfen, um eine Rekondensation zu verhindern. Eine Kontrolle der Temperaturen des Behandlungsgutes gibt es nicht. Die Zeit, in der die Reduktion durchgeführt wird, ist willkürlich und starr, da sie in keiner Weise die tatsächliche Trocknung des Behandlungsgutes berücksichtigt, weil die hierfür maßgebenden Parameter nicht abgefragt werden.

Die Parameter, die die Trocknung beeinflussen sind:

1. Luftstrom
2. Gaskonzentration
3. Temperatur-Gasmessung am Trommelausgang
4. Temperatur-Gasmessung am Trommeleingang
5. Temperatur vor dem Kondensator
6. Temperatur nach dem Kondensator
7. Feuchtigkeitsgehalt der Luft
8. Gasdruck Über/Unterdruck
9. Temperatur der Ware
10. Zusatzheizung
11. Trockenzeit
12. Reduktionszeit
13. Beladegewicht der Trommel
14. Warenart (Diffusionsverhalten)
15. Flusenfängerbelastung
16. Schleuderzeit
17. Kälteregister (Kondensationsleistung)
18. Aktivkohle
19. Luftfeuchtigkeit

Die Trockenkontrolleinrichtung erfaßt bei den bekannten Chemisch- Reinigungsmaschinen lediglich das bereits kondensierte Lösemittel hinter dem Kälteregister und berücksichtigt nicht, welche Textilmengen bzw. Textilarten getrocknet werden, noch den tatsächlichen Lösemittelrestgehalt im Luftstrom und im Behandlungsgut. Daher werden auch unerwünschte unterschiedliche Trocknungsgrade erreicht.

Insbesondere erkennt die Trockenkontrolleinrichtung keine Temperaturschwankungen des Luftstromes im Trommelbereich, die zwangsläufig beim Trocknungsprozeß auftreten, ebenfalls nicht die Einflüsse der Temperaturen außerhalb der Chemisch-Reinigungsmaschine, welche je nach Jahreszeit und Standort den Faktor Trockenzeit während der Gasphasenbildung bis zu 30% beeinflussen. Sie kontrolliert darüber hinaus auch nicht die Luftfeuchtigkeit (bezogen auf den Wassergehalt des Luftstroms), welche von besonderer Bedeutung ist. Die Ansprüche der Konfektionsindustrie, die keine Maßänderungen der Textilien gestatten, können durch solche Meßverfahren nicht befriedigt werden. Bei Übertrocknung des Behandlungsgutes durch zu hohe Temperaturen entstehen enorme hydrophile Schäden, was insbesondere bei empfindlichen Textilien, wie Mohair und reiner Wolle der Fall ist.

Bei dem bisherigen Steuerungsverfahren der Chemisch-Reinigungsmaschine wird zwar die Temperatur am Trommelausgang berücksichtigt, welche mit der Abnahme der Lösemittelmenge ansteigt und die Überhitzung des Behandlungsgutes verursachen kann, jedoch wird nicht, wie erwähnt, die tatsächliche Temperatur des Behandlungsgutes gemessen.

Durch die Abnahme der Lösemittelmenge im Behandlungsgut während dessen Trocknung, steigt allmählich die Trommelausgangstemperatur an und hiermit gleichzeitig die Temperatur des Behandlungsgutes, während gleichzeitig die Verdunstungskälteleistung in der Trommel auf den Textilfasern abnimmt. Dies wiederum bedeutet einen höheren Energieeintrag zum Kälteregister und führt automatisch dazu, daß die Temperatur ausgangsseitig des Kälteregisters ansteigt, was eine höhere Lösemittelkonzentration im Luftstrom bedeutet und nicht erwünscht ist.

Messungen haben ergeben, daß bis zu 8 Minuten Trockenzeit verschenkt wird, weil während dieser Phase die Gaskonzentration am Kälteregistereingang im Vergleich zum Kälteregisterausgang nahezu kein Gefälle mehr zeigt.

Diese Trocknungsprozeßsteuerung ist bisher nicht in der Lage, Einfluß auf die gasbildenden Prozesse im Luftstrom zu nehmen, da diese Steuerung nur das bereits flüssig kondensierte Lösemittel erfaßt, welches aus dem Kälteregister austritt.

Die den Trocknungsprozeß beeinflussenden, wichtigsten Parameter sind, wie erwähnt, insbesondere der Luftstrom, die Lösemittelkonzentration im Luftstrom, die Temperatur des Luftstroms am Trommelein- und -ausgang, die Temperatur des Luftstroms vor und nach dem Kälteregister, der Feuchtigkeitsgehalt der Luft, der Luftdruck, die Temperatur der Textilien, die Trockenzeit, die Reduktionszeit, das Beladegewicht der Trommel, die Warenart in Verbindung mit dem Diffusionsverhalten, die Flusenfängerbelastung und die Zusatzheizung.

Eine Steuerung wird daher auf diese Gegebenheiten und Zustände Rücksicht nehmen, da sie einen erheblichen Einfluß auf den Trocknungsprozeß ausüben.

Bei dem bisher bekannten Trocknungssteuerungsverfahren ist in der Regel am Trommelausgang ein Gasmeßgerät angebracht. Dies ist gefordert bzw. vorgeschrieben, um zu verhindern, daß die Beladetür geöffnet werden kann, solange sich noch mehr als 280 ppm Lösemittel-Gaskonzentration im Trommelraum befinden.

Diese Geräte sind jedoch technisch so ausgelegt, daß sie entweder im Bereich von 0-800 ppm, oder im Bereich von 800-20 000 ppm messen können. Solche Geräte können daher nicht den gesamten Trocknungsverlauf messen und optimal steuern. Bevorzugt wird ein Gasmeßgerät mit einem genaueren Meßbereich von 0-800 ppm. Eine optimale Messung des Trocknungsverlaufes durch diese Geräte bei einer Gaskonzentration oberhalb von 800 ppm ist nicht möglich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Chemisch- Reinigungsmaschine mit zirkulierendem Luftstrom und ein Verfahren zur Steuerung des Trocknungsprozesses in dieser Chemisch-Reinigungsmaschine zu schaffen, die den Trocknungsvorgang über die gesamte Zeitdauer des Trocknungsverlaufes optimieren, um eine niedrige Lösungsmittelkonzentration von weniger als 280 ppm ausgangsseitig der Trommel zu erreichen, wodurch die Trocknungszeit erheblich verkürzt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Chemisch-Reinigungsmaschine gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen dem Ventilator und dem Kälteregister eine Drosseleinrichtung angeordnet ist, und eine Gasmeß- und Steuereinrichtung vorgesehen ist, die mit einem ausgangsseitig der Trommel im Luftstrom befindlichen Temperaturfühler und einem Druckfühler in Verbindung steht und die zusätzlich mit dem Heizregister verbunden ist und in Abhängigkeit von der Temperatur des Luftstromes ausgangsseitig der Trommel das Heizregister zu bzw. abschaltet und die Drosseleinrichtung betätigt, daß sich in der Trommel eine Meßeinrichtung zum berührungslosen Messen der Temperatur des Behandlungsgutes befindet, wobei die Meßeinrichtung mit der Gasmeß- und Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht, und daß zwischen der Trommel und der Trockenkontrolleinrichtung ein steuerbares Kontaktwassergerät zur Zuleitung von Wasser zur Trommel angeordnet ist.

Ausgangsseitig der Trommel kann im Luftstrom zusätzlich ein Luftfeuchtigkeitsfühler angebracht sein, der mit der Gasmeß- und Steuereinrichtung verbunden ist.

Die Gasmeß- und Steuereinrichtung ist weiterhin mit einem an der Trockenkontrolleinrichtung angebrachten Schalter verbunden, der durch einen in der Trockenkontrolleinrichtung befindlichen Schwimmer betätigbar ist.

Die Meßeinrichtung ist an der Eingangstür der Trommel angeordnet, vorzugsweise im wesentlichen in der gleichen Ebene der Drehachse der Trommel.

Die Drosseleinrichtung ist eine Drosselklappe oder ein Drosselventil.

Des weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung des Luftstromes während des Trocknungsprozesses in einer Chemisch- Reinigungsmaschine gelöst, das dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Luftstromvolumen stetig verändert wird in Abhängigkeit von
ai) der Menge der Gaskonzentration des Lösemittels im Luftstrom, wobei die Gaskonzentration des Lösemittels zumindest aus der Temperatur und dem Druck des Luftstromes an der Ausgangsseite der Trommel ermittelt und die Temperatur an der Eingangsseite der Trommel abgesenkt wird, wenn die Temperatur an der Ausgangsseite der Trommel einen vorgegebenen Wert übersteigt, und
aii) der Temperatur des Behandlungsgutes, die berührungslos gemessen wird, wenn die Temperatur des Behandlungsgutes ansteigt,

indem das Heizregister der Reinigungsmaschine abgeschaltet und der Trocknungsprozeß beendet wird, wenn die Gaskonzentration des Luftstromes über einen vorgegeben Wert absinkt; und

b) die im Luftstrom vor dem Kälteregister anfallende Wassermenge aus dem Behandlungsgut aufgefangen und in Gasform zum Behandlungsgut in die Trommel zurückgeführt wird, wenn der Luftfeuchtigkeitsgehalt des Behandlungsgutes über einen vorgegebenen Wert abfällt.

Zusätzlich zur Temperatur und dem Druck kann der Luftfeuchtigkeitsgehalt des Luftstromes gemessen werden.

Die gewünschten niedrigen Lösemittelkonzentrationen von weniger als 280 ppm können, wie Versuche ergeben haben, ohne Aktivkohleanlage erreicht werden, so daß ein technisch und kostenmäßig erheblich aufwendiger Teil der Chemisch-Reinigungsmaschine entfällt. Insbesondere aber wird mit dem neuen Verfahren erreicht, daß die Lösemittelrestkonzentration in den Textilien nochmals von ca. 1% des Warengewichtes auf unter 0,4% des Warengewichtes gemindert wird.

Zur Erreichung dieses Zieles und zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung braucht daher die Gasmeß- und Steuereinrichtung, welche die zentrale Kontrolleinrichtung der Chemisch-Reinigungsmaschine bildet, die Angaben über den Gasdruck, die Gastemperatur und gegebenenfalls die Luftfeuchtigkeit an der Ausgangsseite der Trommel. Diese Daten werden von den entsprechenden Meßgeräten, nämlich Temperatur-, Druck- und Luftfeuchtigkeitsfühler, am Trommelausgang aufgenommen und an die Gasmeß- und Steuereinrichtung weitergegeben.

Die Gasmeß- und Steuereinrichtung übt über die Drosseleinrichtung, die vorzugsweise die eine Drosselklappe ist, zwischen dem Trommelausgang und dem Kälteregistereingang Einfluß auf die Temperatur und den Luftdruck in der Trommel aus.

Weiterhin wird die Gasmeß- und Steuereinrichtung mit der am Fenster der Trommel installierten Meßeinrichtung verbunden, die die tatsächliche Temperatur des Behandlungsgutes berührungslos mißt. Die berührungslose Messung der Temperatur des Behandlungsgutes hat den besonders großen Vorteil, daß unmittelbar die tatsächliche Temperatur des Behandlungsgutes erfaßt wird, so daß ein wirklich realistischer Wert erhalten wird. Die Gasmeß- und Steuereinrichtung überwacht, ob die Temperatur des Behandlungsgutes einen eingestellten bzw. vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Sie schaltet die Wärmezufuhr im Heizregister ab, wenn der Grenzwert überschritten wird und regelt parallel hierzu die Drosseleinrichtung und somit sofort die Temperatur des Luftstromes gegebenenfalls im Zusammenwirken mit der Gasmeß- und Steuereinrichtung. Möglich ist auch, daß die Meßeinrichtung allein die Operationen der Gasmeß- und Steuereinrichtung übernimmt, d. h., daß die gesamte Steuerelektronik in der Meßeinrichtung untergebracht ist.

Wenn die Temperatur an der Ausgangsseite der Trommel einen vorgegebenen Wert übersteigt, wird das Heizregister der Chemisch-Reinigungsmaschine abgeschaltet.

Um eine optimale Trocknungszeit zu bekommen, ist am Anfang der Trocknung eine schnelle und sehr hohe Gaskonzentration notwendig. Dies ist nur mit sehr hohen Temperaturen zu erreichen. Bei etwa 35°C Ausgangstemperatur des Luftstroms am Ausgang der Trommel befinden sich pro Kubikmeter etwa 280 Gramm Lösemittel im Luftstrom. Bei 60°C sind dies bereits 800 Gramm, nämlich mehr als das Doppelte.

Bis zum Erreichen der optimalen Eingangstemperatur an der Trommel vergehen oftmals 4-5 Minuten, da die Eigenverluste des Heizregisters und der Trommelwände sehr viel Energie verbrauchen. Ein fest eingestellter Temperaturwert von beispielsweise 90°C wurde erheblich mehr Trockenzeit bedeuten als bei 120°C. Gleichzeitig würden aber 120°C zur Beschädigung des Behandlungsgutes, nämlich der Textilien führen.

Eine erfindungsgemäße Steuerung der Lösemittelkonzentration in Gasform verhindert diese Schäden, da über die Messung der Lösemittelkonzentration auch der Faktor Verdunstungskälte bekannt ist und gleichzeitig eine Steuerung der tatsächlichen Temperatur des Behandlungsgutes eingangsseitig und ausgangsseitig der Trommel jede Möglichkeit der Überhitzung des Behandlungsgutes ausschließt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden gleichzeitig die Luftstromtemperatur an der Austrittsseite der Trommel, der Gasdruck des Luftstroms und gegebenenfalls der Luftfeuchtigkeitsgehalt gemessen, um durch Betätigen der Drosseleinrichtung bzw. Ein- und Ausschalten des Heizregisters die Temperatur an der Eingangsseite der Trommel zu regeln.

Steigt daher die Temperatur an der Ausgangsseite der Trommel über einen vorgegebenen Wert, wird mittels der Gasmeß- und Steuereinrichtung die Temperatur an der Eingangsseite der Trommel automatisch abgesenkt, weil die Drosseleinrichtung durch die Steuerung den Luftstrom vermindert und das Heizregister abgeschaltet wird. Sinkt die Temperatur an der Ausgangsseite der Trommel hingegen auf einen vorgegebenen Wert ab, vergrößert die Gasmeß- und Steuereinrichtung mit Hilfe der Drosseleinrichtung den Querschnitt des Luftstroms und schaltet das Heizregister zu, so daß die Temperatur an der Eingangsseite der Trommel ansteigt.

Der Luftfeuchtigkeitsfühler kann auch zur Wasserrückführung zum Behandlungsgut in der Trommel verwendet werden. Fällt die Luftfeuchtigkeitsmenge unter einem vorgegebenen Wert ab, erfolgt eine automatische Rückführung der Wassermenge in Gasform auf das Behandlungsgut und verhindert dadurch dessen Übertrocknung. Senkt sich die Gaskonzentration auf den vorgegebenen Wert ab, wird der Trockenprozeß automatisch beendet. Durch die automatische Steuerung der Temperatur an der Eingangs- bzw. Ausgangsseite der Trommel, wird der Trockenprozeß, wie erwähnt, optimiert. Durch die frühzeitige Erkennung der Gasphasenminderung werden automatisch die Temperatur eingangsseitig der Trommel und die Geschwindigkeit des Lösemittel-Luftgemisches herabgesetzt, so daß eine Verminderung der Gaskonzentration des Lösemittels auf unter 280 ppm ohne Aktivkohleanlage erreicht wird.

Das Verhältnis zwischen Luftstrom, Luftdruck, Trommeleingangs- und Trommelausgangstemperatur und gegebenenfalls der Luftfeuchte ist im Hinblick auf den Kälteregistereingang bzw. -ausgang von größter Wichtigkeit. Wenn nämlich der Luftstrom vor dem Kälteregistereingang zu stark ist, wird die Kondensationsleistung verringert, da die Grenzflächentemperatur des Kälteregisters ansteigt. Hierin liegt die Ursache für eine Verringerung der Kondensation.

Um die Trocknungsleistung zu optimieren, benötigt man zum gleichen Zeitpunkt im Trommelbereich höhere Temperaturen, denn ein Luftstrom mit niedriger Temperatur bedeutet geringe Kondensation am Kälteregister. Daraus ergibt sich die notwendige Berechnung der idealen Verhältnisse zur optimalen Steuerung des Trocknungsprozesses.

Wird die Temperatur des Luftstroms so gesteuert, daß der Wasserdampf kurz vor der Kondensation steht, wird Wasser auf dem Behandlungsgut kondensiert, das Lösemittel jedoch dank des höheren Verdunstungsgrades weiterhin abgeführt. Dieser Vorgang wird durch einen hohen Luftstrom noch beschleunigt, da die leichteren und bindungsschwächeren Lösemittelmoleküle in weit stärkerem Maße als die Wassermoleküle zum Kälteregister mitgerissen werden.

Diese Kondensation wird noch dadurch beschleunigt, daß durch den hohen Luftstrom in der Trommel ein Unterdruck im Verhältnis zum Außendruck entsteht. So wird in Verbindung mit einer verbesserten Abkondensation des lösemittelgesättigten Luftstroms am Kälteregister ein Luftstrom erzeugt, der durch den Unterdruck bedingt, in der Lage ist, einen höheren Lösemittel- Luftanteil zum Kälteregister zu transportieren als üblich. Insbesondere wird zum Ende der Trocknung ein der Physik entsprechendem Gesetz notwendiges Verhältnis der Diffusionsgeschwindigkeit innerhalb der voluminösen Textilien (Winterware) geschaffen; im Sommer wird aber auch automatisch der leichten Textilien Rechnung getragen.

Wider Erwarten hat sich gezeigt, daß trotz der hohen Temperaturen von beispielsweise 120°C am Eingang der Trommel keine Schäden am Behandlungsgut entstehen, da in entsprechenden Zeitbereich eine hohe Verdunstungskälte erzeugt wird. Dadurch kann auch die Gesamttrockenzeit erheblich unterschritten werden, wenn die Temperatursteuerung am Anfang des Trocknungsprozesses bereits auf optimale Weise durchgeführt wird, wobei bereits am Anfang der Trocknung ein hoher Luftstrom gebraucht wird, um eine ausreichende Durchlüftung und Erwärmung des Behandlungsgutes zur Gasphasenbildung in kurzer Zeit zu erreichen.

Dazu kann bereits am Anfang des Trocknungsprozesses grundsätzlich mit hohen Temperaturen an der Eingangsseite der Trommel bis 120°C gefahren werden, solange die Temperatur der Textilien 55°C nicht übersteigt. Solche hohen Eingangstemperaturen von 120°C und mehr sind bisher als nicht realisierbar angesehen worden, werden jedoch durch die vorliegende Erfindung ermöglicht.

Durch die Minderung des Luftstroms mittels der Drosseleinrichtung durch die Steuerung wird die Lufttemperatur hinter dem Kälteregister dennoch auf etwa -20°C herabgesetzt. Dabei ist jedoch zu beachten, daß eine Vereisung des Kühlregisters verhindert wird. Am Ende des Trocknungsprozesses wird eine sehr niedrige Lösemittelkonzentration von unter 280 ppm erreicht.

Eine wichtige Rolle im Trocknungsprozeß spielt auch der Feuchtigkeitsgehalt des Luftstroms. Durch die besonders hohen Anforderungen, die an die Emissionsminderung gestellt werden und die hierdurch bedingte Optimierung des Trocknungsprozesses, führt dies nachteilig zu einer Herabsetzung der natürlichen Restfeuchte in des zu trocknenden Behandlungsgutes.

Die natürlichen Faserstoffe, wie Beispielsweise Baumwolle, enthalten je nach Feuchtigkeitsgehalt der Luft bis zu 35% und mehr natürliches Wasser. Wird dieses Wasser den Fasern entzogen, so entsteht eine Schrumpfung im Textilgewebe, die nicht erwünscht ist. Das widerspricht aber dem Bestreben, eine möglichst geringe Lösemittelkonzentration im Luftstrom zu erzielen. Daher wird, wie oben erwähnt, das Wasser zu diesem Trocknungszeitpunkt zurückgeführt. Versuche haben ergeben, daß das rückgeführte Wasser in der Faser durch seine höheren polaren Bindungskräfte das Lösemittel mit seinen geringen polaren Kräften (Dielektrizitätskonstante Wasser = 85 Per = 2,55) in der Faser verdrängt.

Im übrigen sei hervorgehoben, daß die vorstehend genannten Parameter, nämlich Eingangs-/Ausgangstemperatur an der Trommel, Druck und Feuchtigkeit des Luftstromes, Temperatur vor und nach dem Kälteregister und Lösemittelkonzentration in enger Beziehung zur Trocknungszeitdauer, der Reduktionszeit, dem Beladegewicht der Trommel, der Warenart, der Flusenfängerbelastung und der Schleuderzeit vor dem Trocknungsprozeß stehen.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt in schematischer Weise eine Chemisch-Reinigungsmaschine.

Zentraler Punkt der Chemisch-Reinigungsmaschine ist die Trommel 1, die ausgangsseitig 3 in einen Luftförderweg 5 übergeht, der, wie aus der Zeichnung leicht ersichtlich ist, einen geschlossenen Kreislauf bildet. Die Zirkulationsrichtung des Luftstromes ist durch die entsprechenden Pfeile im Luftförderweg 5 gekennzeichnet.

Im Luftförderweg 5 ist ein Ventilator 7 angeordnet, der den das Lösemittel PER enthaltenden Luftstrom aus der Trommel 1 ansaugt, so daß vor dem Ventilator 7 ein Unterdruck im Luftförderweg 5 entsteht. Der Ventilator 7 fördert das Lösemittel-Luftgemisch im Luftförderweg zu ein Drosselklappe 9, wobei zwischen den Ventilator 7 und der Drosselklappe 9 ein Überdruckbereich entsteht. Der Drosselklappe 9 nachgeordnet ist ein Kälteregister 11, dem sich ein Heizregister 13 anschließt.

Der Luftförderweg 5 setzt sich vom Heizregister 13 fort bis zur Eingangsseite 15 der Trommel 1. Am Kälteregister 11 ist eingangsseitig eine Trockenkontrolleinrichtung 17 angeordnet, in die kondensiertes Lösemittel und Wasser abläuft und das in üblicher Weise (nicht dargestellt) der Trommel 1 zugeführt wird. Die Trockenkontrolleinrichtung 17 enthält eine übliche bekannte nicht näher definierte und nicht zum Erfindungsgegenstand gehörende Niveauregelung, die über einen entsprechenden Schwimmer 19 funktioniert.

Der in der Trockenkontrolleinrichtung 17 befindliche Schwimmer 19 betätigt einen Schalter 21, wenn kein Lösemittelkondensat mehr vom Kälteregister 11 abfließt. Dieser Schalter 21 ist mit einer Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 verbunden. Diese Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 kontrolliert den zirkulierenden Luftstrom während des gesamten Trocknungsverlaufes. Zu diesem Zweck enthält sie die gesamte dazu notwendige Steuerelektronik. An der Ausgangsseite 3 der Trommel 1 befinden sich im Luftförderweg 5 ein Temperaturfühler 25, ein Druckfühler 27 und ein Luftfeuchtigkeitsfühler 29, die jeweils mit Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 verbunden sind. Die Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 ist andererseits mit der Drosselklappe 9 und dem Heizregister 13 verbunden.

Zwischen der Trockenkontrolleinrichtung 17 und der Trommel 1 ist ein Kontaktwassergerät 31 angeordnet, welches eingangsseitig über eine Zugangsleitung 33 mit der Trockenkontrolleinrichtung 17 und ausgangsseitig mit einer Ableitung 35 mit der Trommel 1 verbunden ist. In der Ableitung 35 ist nach dem Kontaktwassergerät 31 ein Ventil 37 eingebracht. Die Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 ist ausgangsseitig steuermäßig mit dem Ventil 37 verbunden.

Des weiteren ist an der Zugangstür der Trommel 1 in etwa der gleichen Ebene der Drehachse 39 der Trommel 1 eine Meßeinrichtung 41 zum berührungslosen Messen der Temperatur des Behandlungsgutes angebracht. Diese Meßeinrichtung 41 ist steuermäßig mit der Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 verbunden.

Nach dem Schleudervorgang beginnt der Trocknungsvorgang in der Chemisch- Reinigungsmaschine. Der Luftstrom wird durch den im Luftförderweg 5 befindlichen Ventilator 7 in Pfeilrichtung bewegt. Ausgangsseitig 3 der Trommel 1 wird über den Temperaturfühler 25, den Druckfühler 27 und den Luftfeuchtigkeitsfühler 29 jeweils die Temperatur, der Druck und die Luftfeuchtigkeit im Luftstrom gemessen und die Meßdaten über die entsprechenden Steuerleitungen an die Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 weitergeleitet. Durch die Werte Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit wird in der Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 die Gaskonzentration des Lösemittels im Luftstrom ermittelt und in Abhängigkeit davon über die entsprechenden Steuerleitungen die Drosselklappe 9 betätigt, indem diese stufenweise geöffnet bzw. geschlossen wird, so daß das Luftstromvolumen verringert oder vergrößert wird. Überschreitet die Gaskonzentration des Lösemittels im Luftstrom einen bestimmten vorgegebenen Wert, schaltet die Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 über die entsprechende Steuerleitung das Heizregister 13 ab, so daß der Trocknungsvorgang beendet wird.

Während des Trocknungsprozesses kondensiert das Lösemittel am Eingang des Kälteregisters 11 und wird zusammen mit der anfallenden Wassermenge, die beim Trocknungsprozeß des Behandlungsgutes anfällt, in die Trockenkontrolleinrichtung 17 abgeleitet und zunächst dort gesammelt. Dabei erreicht der in der Trockenkontrolleinrichtung 17 befindliche Schwimmer 19 ein bestimmtes Niveau. Der Schalter 21 wird dann betätigt, wenn kein Lösemittelkondensat mehr vom Kälteregister 11 fließt. Dieser Schalter 21 gibt dann über seine zugehörige Steuerleitung ein Signal an die Gasmeß- und Steuereinrichtung 23, die dieses Signal empfängt und für weitere Steuervorgänge speichert.

Der Schwimmer 19 in der Trockenkontrolleinrichtung 17 ist auf ein bestimmtes Niveau eingestellt, so daß unter vorgegebenen Bedingungen das vorübergehend in der Trockenkontrolleinrichtung 17 gesammelte Wasser 45 und Lösemittel 43 über die Zugangsleitung 33 dem Kontaktwassergerät 31 zugeführt werden kann. Im Kontaktwassergerät 31 setzt sich das Lösemittel 43 aufgrund seines höheren spezifischen Gewichtes unten ab, während sich das Wasser 45 über dem Lösemittel 43 ansammelt.

Die Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 betätigt auf der Grundlage der ermittelten Werte durch die Fühler 25 bis 29 über die entsprechende Steuerleitung das Ventil 37, das sich öffnet, um das im Kontaktwassergerät 31 angesammelte Wasser 45 über die Ableitung 35 der Trommel 1 dann zuzuführen, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Behandlungsgutes absinkt, während gleichzeitig die Temperatur des Behandlungsgutes ansteigt. Das Ansteigen der Temperatur des Behandlungsgutes wird durch die Meßeinrichtung 41 berührungslos gemessen und der ermittelte Wert an die Gasmeß- und Steuereinrichtung 23 weitergeleitet. Auf der Grundlage dieser Meßwerte steuert die Gasmeß- und Steuereinrichtung 2, wie zuvor erwähnt, die Drosselklappe 9 bzw. das Heizregister 13.

Durch die vorliegende Erfindung wird der Trocknungsvorgang einer Chemisch-Reinigungsmaschine über die gesamte Zeitdauer des Trocknungsverlaufes optimiert, um eine niedrige Lösemittelkonzentration von weniger als 280 ppm ausgangsseitig der Trommel zu erreichen, wodurch die Trocknungszeit erheblich verkürzt und ein umweltschonender Trocknungsvorgang durchgeführt wird.

Claims

1. Chemisch-Reinigungsmaschine mit während des Trocknungsprozesses zirkulierendem Luftstrom, in dem sich eine Trommel zur Aufnahme des Behandlungsgutes befindet, der ausgangsseitig ein Ventilator, ein Kälteregister mit einer Trockenkontrolleinrichtung und ein Heizregister nachgeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilator (7) und dem Kälteregister (11) eine Drosseleinrichtung (9) angeordnet ist, und eine Gasmeß- und Steuereinrichtung (23) vorgesehen ist, die mit einem ausgangsseitig (3) der Trommel (1) im Luftstrom (5) befindlichen Temperaturfühler (25) und einem Druckfühler (27) in Verbindung steht und die zusätzlich mit dem Heizregister (13) verbunden ist und in Abhängigkeit von der Temperatur des Luftstromes (13) ausgangsseitig (3) der Trommel (1) das Heizregister (13) zu bzw. abschaltet und die Drosseleinrichtung (9) betätigt, daß sich in der Trommel (1) eine Meßeinrichtung (41) zum berührungslosen Messen der Temperatur des Behandlungsgutes befindet, wobei die Meßeinrichtung (41) mit der Gasmeß- und Steuereinrichtung (23) in Wirkverbindung steht, und daß zwischen der Trommel (21) und der Trockenkontrolleinrichtung (17) ein steuerbares Kontaktwassergerät (31) zur Zuleitung von Wasser (45) zur Trommel (1) angeordnet ist.

2. Chemisch-Reinigungsmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ausgangsseitig (3) der Trommel (1) im Luftstrom (5) ein Luftfeuchtigkeitsfühler (29) angebracht ist, der mit der Gasmeß- und Steuereinrichtung (23) verbunden ist.

3. Chemisch-Reinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmeß- und Steuereinrichtung (23) weiterhin mit einem an der Trockenkontrolleinrichtung (17) angebrachten Schalter (21) verbunden ist, der durch einen in der Trockenkontrolleinrichtung (17) befindlichen Schwimmer (19) betätigbar ist.

4. Chemisch-Reinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (41) an der Eingangstür der Trommel (1) angeordnet ist.

5. Chemisch-Reinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (41) im wesentlichen in der gleichen Ebene der Drehachse (39) der Trommel (1) angeordnet ist.

6. Chemisch-Reinigungsmaschine nach den Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (9) eine Drosselklappe ist.

7. Chemisch-Reinigungsmaschine nach den Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (9) ein Drosselventil ist.

8. Verfahren zur Steuerung des Luftstromes während des Trocknungsprozesses in einer Chemisch-Reinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Luftstromvolumen stetig verändert wird in Abhängigkeit von
ai) der Menge der Gaskonzentration des Lösemittels im Luftstrom, wobei die Gaskonzentration des Lösemittels zumindest aus der Temperatur und dem Druck des Luftstromes an der Ausgangsseite der Trommel ermittelt und die Temperatur an der Eingangsseite der Trommel abgesenkt wird, wenn die Temperatur an der Ausgangsseite der Trommel einen vorgegebenen Wert übersteigt, und
aii) der Temperatur des Behandlungsgutes, die berührungslos gemessen wird, wenn die Temperatur des Behandlungsgutes ansteigt, indem das Heizregister der Reinigungsmaschine abgeschaltet und der Trocknungsprozeß beendet wird, wenn die Gaskonzentration des Luftstromes über einen vorgegeben Wert absinkt; und
b) die im Luftstrom vor dem Kälteregister anfallende Wassermenge aus dem Behandlungsgut aufgefangen und in Gasform zum Behandlungsgut in die Trommel zurückgeführt wird, wenn der Luftfeuchtigkeitsgehalt des Behandlungsgutes über einen vorgegebenen Wert abfällt.

9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Temperatur und dem Druck der Luftfeuchtigkeitsgehalt des Luftstromes gemessen wird.